C++20 constexpr std::copy 运行时优化

Question

cppreference.com 说：

在实践中，如果值类型是 TriviallyCopyable，则 std::copy 的实现会避免多次赋值并使用批量复制函数，例如 std::memmove

但是，该页面还指出，从 C++20 开始，不采用执行策略的重载将是 constexpr。标准会禁止这些运行时优化（因为 std::memmove 不是 constexpr）还是有办法针对运行时优化 constexpr 函数？

Answer 1

我们也可以吃蛋糕。

我们只考虑copy 的最简单特化，即复制chars 的特化。在 C++17 中，这可能看起来像：

char* copy(char const* first, char const* last, char* d)
{
    memcpy(d, first, last - first);
    return d + (last - first);
}

当然，我们不能只拍constexpr，因为memcpy 不是一个constexpr 函数，那是行不通的。但它仅在持续评估期间不起作用。我们需要的是一种在运行时有条件地使用memcpy 的方法。

我们在 C++20 中有这样的东西，std::is_constant_evaluated():

constexpr char* copy(char const* first, char const* last, char* d)
{
    if (std::is_constant_evaluated()) {
        while (first != last) {
            *d++ = *first++;
        }
        return d;       
    } else {
        memcpy(d, first, last - first);
        return d + (last - first);
    }
}

现在我们有了一个算法，它可以在运行时执行高效的操作，但在 constexpr 评估期间仍然有效。

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注意：它是if (std::is_constant_evaluated())，从不 if constexpr (std::is_constant_evaluated())。后者相当于if constexpr (true) { ... }。 gcc 10.1 将开始警告这种错误用法。