if vs if constexpr внутри функции constexpr

До c ++ 17 у нас не было if constexpr, поэтому выбор был if, что означает, что не гарантируется получение наших функций constexpr во время компиляции, все зависит от реализации компилятора.

Тот факт, что оператор if не является constexpr, не означает, что он не может быть оценен во время компиляции как часть выражения constexpr. В вашем примере v оценивается во время компиляции в обоих случаях, потому что это требуется: это постоянное выражение. Это не определено реализацией.

После c ++ 17, если constexpr предпочтительнее, если мы хотим, чтобы функции constexpr оценивались во время компиляции.

Constexpr if операторы были введены для решения проблемы. Получение оценки функций constexpr во время компиляции не является этой проблемой.

Вот пример, где требуется constexpr if вместо простого if (взято из cppreference):

template <typename T>
auto get_value(T t) {
    if constexpr(std::is_pointer_v<T>)
        return *t; // deduces return type to int for T = int*
    else
        return t;  // deduces return type to int for T = int
}

Попробуйте удалить ключевое слово constexpr и посмотрите, что произойдет (демонстрация).

Также обратите внимание, что вы всегда можете решить эту проблему, используя другие методы, но if constexpr имеет преимущество краткости. Например, вот эквивалент get_value с использованием диспетчеризации тегов:

template<typename T>
auto get_value_impl(T t, std::true_type) {
    return *t;
}
template<typename T>
auto get_value_impl(T t, std::false_type) {
    return t;
}

template<typename T>
auto get_value(T t) {
    return get_value_impl(t, std::is_pointer<T>{});
}

Демо

Разница между if constexpr и if заключается в том, может ли выражение всегда выполняться во время компиляции. В вашем примере вы используете аргумент шаблона, поэтому на самом деле не имеет значения, какой из них вы напишете. Разницу можно заметить, если у вас будет следующий код:

constexpr bool is_negative(int n)
{
    if  (n >= 0) return false;
    else  return true; 
}
int main(int argc, char**)
{
    constexpr  bool v = is_negative(1);
    bool b = is_negative(argc);
    return static_cast<int>(v || b);
}

Для приведенного выше кода написать if constexpr не получится. Так же вы можете вызвать функцию со значением времени выполнения.

Опять же, это не имеет значения, поскольку допустимы оба пути кода. При использовании функции с постоянными значениями должна сработать обычная оптимизация компилятора.

Реальный интерес if constexpr - это когда действителен только один путь:

template <typename T>
constexpr auto get_value(T t) {
    if constexpr(std::is_pointer_v<T>)
        return *t; // deduces return type to int for T = int*
    else
        return t;  // deduces return type to int for T = int
}

Если T будет int, путь кода с *t недействителен, так как вы не можете разыменовать int. Однако, поскольку вместо if используется if constexpr, код в ложном пути должен быть синтаксически правильным только в том случае, если он зависит от аргумента шаблона.

Поскольку вы ищете руководство, компилятор уже требует: Используйте if constexpr, если один из путей кода недействителен. Используйте if, когда зависит от аргументов.

В случае, когда условие if вычисляется во время компиляции с двумя допустимыми путями, используйте if constexpr, чтобы потребовать его оптимизацию даже в отладочных сборках, используйте if, если вы хотите выполнить его в отладочных сборках.

Если вы дойдете до крайности, выражение может стать слишком сложным для компилятора, чтобы оптимизировать его в производственной сборке, и в этом случае if constexpr снова может быть интересным, находясь на горячем пути. Лично я еще не был в такой ситуации, но не так уж часто ею пользовался.