C++20中的consteval说明符

在C++20中，立即函数(immediate function)是指每次调用该函数都会直接或间接产生编译时常量表达式(constant expression)的函数。这些函数在其返回类型前使用consteval关键字进行声明。

立即函数是constexpr函数，具体情况取决于其要求。与constexpr相同，consteval说明符隐式内联(inline)。但是，它不能应用于析构函数、分配函数或释放函数(destructors, allocation functions, or deallocation functions)。

立即函数:

(1).它一定不是协程(coroutine)。

(2).其函数体内不能有throw语句。

(3).除了case和default之外，不能有goto语句或标签语句(label statement)。

(4).它的参数以及返回类型必须是常量类型(literal type)，或者简而言之，可以是编译时可评估的类型(例如，所有可以在constexpr上下文中使用的类型)。

consteval说明符(specifier)指定某个函数为立即函数，即每次调用该函数都必须产生一个编译时常量。

consteval说明符将函数或函数模板声明为立即函数，也就是说，对该函数的每个潜在求值(potentially-evaluated)调用都必须(直接或间接)生成编译时常量表达式。

为了性能，必须在编译时运行的函数，请使用consteval。

constexpr与consteval：

(1).constexpr说明符声明可以在编译时(compile time)评估(evaluate)函数或变量的值。此类变量和函数可用于仅允许使用编译时常量表达式的地方。这些函数用于通过在编译时而不是运行时(compile time instead of run time)进行计算来提高程序的性能。当多次执行一个程序时，这些函数真的很有用，因为常量表达式在编译期间只会被评估一次。

(2).在consteval函数中，每次调用该函数都必须直接或间接地产生一个编译时常量表达式。consteval函数与constexpr函数相同，不同之处在于，如果对consteval 函数的调用没有计算出编译时常量表达式，则程序会出错，而constexpr函数则不会出错。constexpr指定变量或函数的值可以出现在常量表达式中，它说函数可以出现在常量表达式中，而不是说函数必须如此，而consteval指定函数是立即函数，也就是说，每次调用该函数都必须产生一个编译时常量。

(3).函数或模板函数声明时指定为了consteval就不能同时再指定为constexpr，并且该函数或模板函数的任何重新声明(redeclarations)也必须指定为consteval。

(4).类似于constexpr函数，但是带有consteval说明符的函数必须产生一个常量。这些被称为立即函数。

(5).consteval函数只能调用constexpr函数，而反之则不行。

(6).consteval：compile-time only；constexpr：compile-time or run-time

以下为测试代码：

namespace {

//constexpr int fib(int n) // ok
consteval int fib(int n)
{
	if (n <= 1)
		return n;

	return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}

consteval int f() { return 42; }
consteval auto g() { return &f; }
consteval int h(int (*p)() = g()) { return p(); }
constexpr int r = h();

} // namespace

int test_consteval()
{
	constexpr int v{ 10 }; // note: difference between with constexpr and without constexpr
	// int v{ 10 }; // constexpr int fib(int n): ok; consteval int fib(int n): error
	constexpr int result = fib(v);
	std::cout << "result: " << result << std::endl;

	return 0;
}

执行结果如下图所示：