是否可以传递对 consteval 函数的引用并将其用作附加返回值？

Question

有时函数的结果不能用单个返回值表示。例如：与两条线相交的函数。人们可能希望该函数返回实际的交点以及它们之间的关系（即平行、相同、相交或倾斜）。

让我们假设这个例子，其中交点由某种类表示，线的位置关系由一个整数表示，该整数为 4 种可能性中的每一种保存指定的值：

int IntersectLines(Line l1, Line l2, Point& point);

Point point{};
int result = IntersectLines(l1, l2, point);

这就是我今天实现它的方式，但现在我我想知道是否可以有类似的实现，但具有 consteval 函数。 Line 和 Point 具有 constexpr 构造函数，所有内容和计算本身也可以在编译时进行评估。唯一的问题是我想不出有两种返回值的方法。我已经想到了 std::pair 但更喜欢传递引用的解决方案。如果这样的解决方案不存在，我将不得不退回到 std::pair 。

通过引用传递point（Point& point）是行不通的，因为“表达式的计算结果不是常量”，而是通过const 引用 (const Point& point) 也不起作用，因为我无法将结果分配给 point。有办法让它发挥作用吗？

Answer 1

您可以返回一个std::pair。

示例：

consteval std::pair<Point, Relationship> IntersectLines(const Line& l1, const Line& l2) 
{
    // replace with the real calc below, this is just for show:
    const Point pnt{l1.p1.x + l2.p1.x, l1.p1.y + l2.p1.y};
    const Relationship rel = Relationship::parallel;
    return {pnt, rel};
}

并这样调用：

int main() {
    constexpr Line l1({1,2}, {3,4}), l2({5,6}, {7,8});
    constexpr auto pr = IntersectLines(l1, l2);
    auto&[pnt, rel] = pr;

    return pnt.x + pnt.y; // 14
}

通过优化，生成的程序集可能会变成类似

main:
        mov     eax, 14
        ret

Demo

Answer 2

您不能将引用传递给 consteval 函数并让该函数修改引用的目标，除非您在另一个 consteval 函数内执行此操作。

对 consteval 函数的调用必须是其自身的常量表达式，假设它不是在另一个 consteval 函数内部调用的。

但是，常量表达式不能在常量表达式本身的计算之外修改对象。

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然而，在 consteval 和普通函数中，您可以返回多个返回值的 std::pair 或 std::tuple ，例如检索它们在调用站点作为结构化绑定。