解读

在国内 Rust 岗位面试中，const fn 是区分“写过业务”与“读过标准库源码” 的试金石。
面试官通常不会只问“能做什么”，而是追问“为什么不能做某事”，借此考察候选人对编译期求值（CTFE）与运行时语义的边界理解。
回答时务必先给能力、再给限制、最后给版本演进，体现你紧跟语言发展，避免“Rust 2018 答案”这种减分点。

知识点

1. 能力（What you can do）

   • 在编译期求值，生成真正的编译期常量（const 上下文可用）。
   • 允许调用其他 const fn 与 内置 const 运算符（如算术、位运算、短路逻辑）。
   • 可使用 let 绑定、if/while、? 运算符、panic!、assert!（1.57+ 起）。
   • 支持 基本控制流（loop、for、match、break 带值），但需保证可静态展开。
   • 允许 调用 const unsafe fn，但函数体本身仍需满足 const 安全要求。
   • 从 1.61 起可在 trait 中声明 const fn；1.64 起支持 impl const Trait for T 的 const 上下文特化。

2. 限制（What you still cannot do）

   • 不能分配堆内存（Box、Vec、String::new() 均不可用）。
   • 不能调用非 const fn（包括大部分 std 与第三方 API）。
   • 不能产生悬垂引用（生命周期必须在编译期可解析）。
   • 不能进行动态分发（trait object、dyn Trait 被禁止）。
   • 不能访问静态变量（static 与 static mut 均不可读不可写）。
   • 不能执行 I/O（文件、网络、环境变量、系统时间、随机数）。
   • 不能转换裸指针为引用（as_ref / slice::from_raw_parts 均受限）。
   • 不能包含内联汇编（asm! 宏被禁止）。
   • 不能触发未定义行为（UB 在 const 上下文直接报错，而非运行时）。

3. 版本演进（加分项）

   • Rust 1.46 前：const fn 体几乎为空，只允许单表达式。
   • 1.48：引入 const 循环与基本控制流。
   • 1.56：允许 panic!。
   • 1.57：允许 assert!、assert_eq!。
   • 1.59：允许 trait 中的默认 const fn。
   • 1.61：允许 const fn in trait。
   • 1.64：允许 impl const Trait。
   • 1.68：允许 const 引用到 static 的借用（仍需 'static 生命周期）。

答案

const fn 的核心能力是在编译期完成求值并产出真正的编译期常量，从而把运行时代价降为零。
它能使用算术、位运算、控制流、panic、assert以及调用其他 const fn；同时受限于无堆分配、无 I/O、无动态分发、无静态变量访问、无未定义行为等规则。
随着版本迭代，Rust 正逐步放宽限制，但任何可能引入运行时环境依赖或 UB 的操作仍被禁止，以保证 const 求值的可预测性与可复现性。

拓展思考

1. const fn 与 inline const {} 的协同：
   1.79 起稳定化的 inline const 块允许在非 const 上下文里强制编译期求值，可把复杂初始化逻辑从宏转移到类型系统，减少 proc-macro 依赖。

2. const 泛型 + const fn 的实战：
   利用 const fn 计算数组长度或位掩码，再喂给 const 泛型参数，可实现零成本静态配置表，在嵌入式与区块链领域被广泛用于生成查找表（LUT）与哈希常量。

3. const 求值的副作用边界：
   虽然 const fn 不能读写 static，但可通过 const 上下文实例化单例（如 OnceCell::new() 的 const 构造函数）实现编译期注册表，为驱动与内核模块提供**“编译期即完成链接”**的能力，这是 Linux Rust 模块实验中的关键技巧。