如何确保在运行时永不调用constexpr函数？

Question

可以说你有一个函数可以为你的应用程序产生一些安全令牌，比如一些散列盐，或者可能是对称密钥或非对称密钥。

现在让我们说，你在你的C++为constexpr有这个功能，你基于部分信息，供您构建功能键（比如，内部版本号，时间戳，别的东西）。

你是一个勤奋的程序员确保，并在适当的方式把这种以确保它只是被称为在编译的时候，这样的死脱去除最终的可执行代码。

但是，你永远不能肯定，别人是不会调用它以不安全的方式，或者，也许编译器将不剥离的功能出来，然后你的安全令牌算法将成为大众知识，使攻击者更容易猜测未来的令牌。

或者，安全之余，让我们说的功能需要很长的时间来执行，并要确保它在运行时不会发生，并导致了最终用户一个不好的用户体验。

有什么方法来确保constexpr函数不能在运行时调用？或者，在运行时抛出一个断言或类似的东西是可以的，但不像编译错误那样理想。

我听说有一些方法涉及抛出一个不存在的异常类型，所以如果constexpr函数没有被解除阻塞，你会得到一个链接器错误，但听说这只能工作在一些编译器上。

远亲问题：Force constexpr to be evaluated at compile time

Answer 1

可以强制在一个常量表达式使用它：

#include<utility> 

template<typename T, T V> 
constexpr auto ct() { return V; } 

template<typename T> 
constexpr auto func() { 
    return ct<decltype(std::declval<T>().value()), T{}.value()>(); 
} 

template<typename T> 
struct S { 
    constexpr S() {} 
    constexpr T value() { return T{}; } 
}; 

template<typename T> 
struct U { 
    U() {} 
    T value() { return T{}; } 
}; 

int main() { 
    func<S<int>>(); 
    // won't work 
    //func<U<int>>(); 
} 

通过使用功能模板参数的结果，你得到一个错误，如果它不能在编译时得到解决。

Answer 2

一个理论解决方案（如模板应图灵完整） - 不使用constexpr功能，回落到好老std=c++0x风格仅仅使用struct template with values计算的。例如，不要做

constexpr uintmax_t fact(uint n) { 
    return n>1 ? n*fact(n-1) : (n==1 ? 1 : 0); 
} 

但

template <uint N> struct fact { 
    uintmax_t value=N*fact<N-1>::value; 
} 
template <> struct fact<1> 
    uintmax_t value=1; 
} 
template <> struct fact<0> 
    uintmax_t value=0; 
} 

的struct方法是保证在编译时专门评估。

事实上，在提升的人设法做到compile time parser是一个强烈的信号，尽管乏味，这种方法应该是可行的 - 这是一次性成本，也许人们可以认为它是一种投资。

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例如：

电源结构：

// ***Warning: note the unusual order of (power, base) for the parameters 
// *** due to the default val for the base 
template <unsigned long exponent, std::uintmax_t base=10> 
struct pow_struct 
{ 
private: 
    static constexpr uintmax_t at_half_pow=pow_struct<exponent/2, base>::value; 
public: 
    static constexpr uintmax_t value= 
     at_half_pow*at_half_pow*(exponent % 2 ? base : 1) 
    ; 
}; 

// not necessary, but will cut the recursion one step 
template <std::uintmax_t base> 
struct pow_struct<1, base> 
{ 
    static constexpr uintmax_t value=base; 
}; 


template <std::uintmax_t base> 
struct pow_struct<0,base> 
{ 
    static constexpr uintmax_t value=1; 
}; 

构建令牌

template <uint vmajor, uint vminor, uint build> 
struct build_token { 
    constexpr uintmax_t value= 
     vmajor*pow_struct<9>::value 
    + vminor*pow_struct<6>::value 
    + build_number 
    ; 
}