Bagaimana expr dievaluasi begitu cepat

Saya telah mencoba ekspresi const yang dievaluasi pada waktu kompilasi. Tapi saya bermain dengan contoh yang tampak sangat cepat ketika dieksekusi pada waktu kompilasi.

#include<iostream> 

constexpr long int fib(int n) { 
    return (n <= 1)? n : fib(n-1) + fib(n-2); 
} 

int main () {  
    long int res = fib(45); 
    std::cout << res; 
    return 0; 
} 

Ketika saya menjalankan kode ini, dibutuhkan sekitar 7 detik untuk menjalankannya. Sejauh ini bagus. Tapi ketika saya mengubah long int res = fib(45)untuk const long int res = fib(45)dibutuhkan bahkan satu detik. Untuk pemahaman saya itu dievaluasi pada waktu kompilasi. Tetapi kompilasi membutuhkan waktu sekitar 0,3 detik

Bagaimana kompilator dapat mengevaluasi hal ini dengan sangat cepat, tetapi pada saat runtime dibutuhkan waktu lebih lama? Saya menggunakan gcc 5.4.0.

Compiler melakukan cache nilai yang lebih kecil dan tidak perlu menghitung ulang sebanyak versi runtime.
(Pengoptimal sangat baik dan menghasilkan banyak kode termasuk tipu daya dengan kasus khusus yang tidak dapat dipahami oleh saya; rekursi naif 2 ^ 45 akan memakan waktu berjam-jam.)

Jika Anda juga menyimpan nilai sebelumnya:

int cache[100] = {1, 1};

long int fib(int n) {
    int res = cache[n];
    return res ? res : (cache[n] = fib(n-1) + fib(n-2));
} 

versi runtime jauh lebih cepat daripada kompiler.

Anda mungkin menemukan menarik dengan 5,4 fungsi tidak sepenuhnya dihilangkan, Anda perlu setidaknya 6,1 untuk itu.

Saya tidak berpikir ada caching yang terjadi. Saya yakin pengoptimal cukup pintar untuk membuktikan hubungan antara fib(n - 2)dan fib(n-1)dan menghindari panggilan kedua sepenuhnya. Ini adalah keluaran GCC 5.4 (diperoleh dari godbolt) tanpa constexprdan -O2:

fib(long):
        cmp     rdi, 1
        push    r12
        mov     r12, rdi
        push    rbp
        push    rbx
        jle     .L4
        mov     rbx, rdi
        xor     ebp, ebp
.L3:
        lea     rdi, [rbx-1]
        sub     rbx, 2
        call    fib(long)
        add     rbp, rax
        cmp     rbx, 1
        jg      .L3
        and     r12d, 1
.L2:
        lea     rax, [r12+rbp]
        pop     rbx
        pop     rbp
        pop     r12
        ret
.L4:
        xor     ebp, ebp
        jmp     .L2

Saya harus mengakui bahwa saya tidak mengerti keluaran dengan -O3 - kode yang dihasilkan sangat kompleks, dengan banyak akses memori dan pointer arithmetics dan sangat mungkin ada beberapa caching (memoisasi) yang dilakukan dengan pengaturan tersebut.