const和constexpr都可以应用于变量和函数。尽管它们彼此相似，但实际上它们是非常不同的概念。

const和constexpr都意味着它们的值在初始化后不能更改。例如：

const int x1=10;
constexpr int x2=10;

x1=20; // ERROR. Variable 'x1' can't be changed.
x2=20; // ERROR. Variable 'x2' can't be changed.

const和constexpr之间的主要区别是它们的初始化值已知（求值）的时间。虽然const变量的值可以在编译时和运行时计算，但constexpr始终在编译时计算。例如：

int temp=rand(); // temp is generated by the the random generator at runtime.

const int x1=10; // OK - known at compile time.
const int x2=temp; // OK - known only at runtime.
constexpr int x3=10; // OK - known at compile time.
constexpr int x4=temp; // ERROR. Compiler can't figure out the value of 'temp' variable at compile time so `constexpr` can't be applied here.

了解该值在编译时或运行时是否已知的关键优势是，只要需要编译时常数，就可以使用编译时常数。例如，C++不允许您指定长度可变的C数组。

int temp=rand(); // temp is generated by the the random generator at runtime.

int array1[10]; // OK.
int array2[temp]; // ERROR.

这意味着：

const int size1=10; // OK - value known at compile time.
const int size2=temp; // OK - value known only at runtime.
constexpr int size3=10; // OK - value known at compile time.


int array3[size1]; // OK - size is known at compile time.
int array4[size2]; // ERROR - size is known only at runtime time.
int array5[size3]; // OK - size is known at compile time.

因此，常量变量可以定义编译时常量（如size1）和运行时常量（例如size2），前者可以用于指定数组大小，后者只能在运行时知道，不能用于定义数组大小。另一方面，constexpr总是定义可以指定数组大小的编译时常数。

const和constexpr也可以应用于函数。const函数必须是成员函数（方法、运算符），其中应用const关键字意味着该方法不能更改其成员（非静态）字段的值。例如

class test
{
   int x;

   void function1()
   {
      x=100; // OK.
   }

   void function2() const
   {
      x=100; // ERROR. The const methods can't change the values of object fields.
   }
};

constexpr是一个不同的概念。它将函数（成员或非成员）标记为可以在编译时求值的函数，如果编译时常量作为其参数传递。例如，你可以写这个。

constexpr int func_constexpr(int X, int Y)
{
    return(X*Y);
}

int func(int X, int Y)
{
    return(X*Y);
}

int array1[func_constexpr(10,20)]; // OK - func_constexpr() can be evaluated at compile time.
int array2[func(10,20)]; // ERROR - func() is not a constexpr function.

int array3[func_constexpr(10,rand())]; // ERROR - even though func_constexpr() is the 'constexpr' function, the expression 'constexpr(10,rand())' can't be evaluated at compile time.

顺便说一句，constexpr函数是常规C++函数，即使传递了非常量参数，也可以调用这些函数。但在这种情况下，您得到的是非常量表达式值。

int value1=func_constexpr(10,rand()); // OK. value1 is non-constexpr value that is evaluated in runtime.
constexpr int value2=func_constexpr(10,rand()); // ERROR. value2 is constexpr and the expression func_constexpr(10,rand()) can't be evaluated at compile time.

constexpr还可以应用于成员函数（方法）、运算符甚至构造函数。例如。

class test2
{
    static constexpr int function(int value)
    {
        return(value+1);
    }

    void f()
    {
        int x[function(10)];


    }
};

一个更“疯狂”的样本。

class test3
{
    public:

    int value;

    // constexpr const method - can't chanage the values of object fields and can be evaluated at compile time.
    constexpr int getvalue() const
    {
        return(value);
    }

    constexpr test3(int Value)
        : value(Value)
    {
    }
};


constexpr test3 x(100); // OK. Constructor is constexpr.

int array[x.getvalue()]; // OK. x.getvalue() is constexpr and can be evaluated at compile time.

基本含义和语法

这两个关键字都可以用于对象和函数的声明。应用于对象时的基本区别如下：

const将对象声明为常量。这意味着保证一旦初始化，该对象的值不会改变，编译器可以利用这一事实进行优化。它还有助于防止程序员编写代码来修改初始化后不打算修改的对象。constexpr声明一个对象适合在标准所称的常量表达式中使用。但请注意，constexpr并不是唯一的方法。

应用于函数时，基本区别如下：

const只能用于非静态成员函数，而不能用于一般函数。它保证成员函数不会修改任何非静态数据成员（可变数据成员除外，无论如何都可以修改）。constexpr可以与成员函数和非成员函数以及构造函数一起使用。它声明函数适合在常量表达式中使用。只有当函数满足某些标准（7.1.5/3,4），最重要的是（†），编译器才会接受它：函数体必须是非虚拟的并且非常简单：除了typedef和静态断言之外，只允许一个return语句。对于构造函数，只允许使用初始化列表、typedef和静态断言。（不过，也允许使用=default和=delete。）从C++14开始，规则更加宽松，从那时起，在constexpr函数中允许这样做：asm声明、goto语句、带有除case和default之外的标签的语句、try块、非文字类型变量的定义、静态或线程存储持续时间变量的定义，以及不执行初始化的变量的定义。参数和返回类型必须是文本类型（即，一般来说，非常简单的类型，通常是标量或聚合）

常量表达式

如上所述，constexpr声明了适合在常量表达式中使用的对象和函数。常量表达式不仅仅是常量：

它可以用于需要编译时评估的地方，例如模板参数和数组大小说明符：模板＜int N＞类fixed_size_list{ /*...*/ };fixed_size_list<X>mylist；//X必须是整数常量表达式整数[X]；//X必须是整数常量表达式但请注意：将某物声明为constexpr并不一定保证在编译时对其求值。它可以用于这种情况，但也可以用于运行时评估的其他地方。对象可以适合在常量表达式中使用，而不必声明为constexpr。例子：int main（）{常量int N=3；整数[N]=｛1，2，3｝；//N是常量表达式}这是可能的，因为N是常量，并且在声明时用文本初始化，满足常量表达式的条件，即使它没有声明为constexpr。

那么我什么时候真的必须使用constexpr？

像上面N这样的对象可以用作常量表达式，而不必声明为constexpr。这适用于以下所有对象：常量整数或枚举类型，以及在声明时使用本身为常量表达式的表达式初始化

[这是由于§5.19/2：常量表达式不能包含涉及“左值到右值修改，除非[…]是整数或枚举类型的glvalue[…]”的子表达式。感谢理查德·史密斯纠正了我之前的说法，即这适用于所有文字类型。]

对于适合在常量表达式中使用的函数，必须显式声明为constexpr；仅仅满足常数表达式函数的标准是不够的。例子：模板＜int N＞类别列表{ };常量表达式int sqr1（int arg）｛return arg*arg；｝整数sqr2（整数参数）｛return arg*arg；｝int main（）{常量int X=2；列表<sqr1（X）>mylist1；//确定：sqr1是常量表达式列表<sqr2（X）>mylist2；//错误：sqr2不是constexpr}

我什么时候可以/应该同时使用const和constexpr？

A.在对象声明中。当两个关键字都引用要声明的同一对象时，这从来都不是必需的。constexpr表示常量。

constexpr const int N = 5;

与

constexpr int N = 5;

但是，请注意，在某些情况下，每个关键字都引用声明的不同部分：

static constexpr int N = 3;

int main()
{
  constexpr const int *NP = &N;
}

这里，NP被声明为一个地址常量表达式，即一个本身就是常量表达式的指针。（当通过将地址运算符应用于静态/全局常量表达式来生成地址时，这是可能的。）在这里，constexpr和const都是必需的：constexpr始终引用要声明的表达式（这里是NP），而const引用int（它声明指向const的指针）。删除常量将使表达式非法（因为（a）指向非常量对象的指针不能是常量表达式，而（b）&N实际上是指向常量的指针）。

B.在成员函数声明中。在C++11中，constexpr表示const，而在C++14和C++17中则不是这样。在C++11中声明为

constexpr void f();

需要声明为

constexpr void f() const;

以便仍然可用作常量函数。

const适用于变量，并防止在代码中修改它们。

constexpr告诉编译器，此表达式会产生编译时常量值，因此可以在数组长度、赋值给常量变量等位置使用。Oli给出的链接有很多很好的示例。

基本上，它们是两个不同的概念，可以（也应该）一起使用。

我认为任何答案都不能确切地说明它有什么副作用，或者确切地说，它是什么。

当用文字或表达式初始化时，名称空间/文件范围中的constexpr和const是相同的；但对于函数，const可以由任何函数初始化，但由非constexpr初始化的constexpr（未标记constexpr或非constexpr表达式的函数）将生成编译器错误。constexpr和const都是变量的隐式内部链接（实际上，如果编译-O1或更强，则它们无法生存到链接阶段，并且static不会强制编译器在-O1或更高时发出const或constexpr的内部（本地）链接器符号；它唯一做到这一点的时候是获取变量的地址。const和constexpr将是内部符号，除非用extern表示，即extern constexpr/const int i=3；需要使用）。在函数上，constexpr使函数永远不会到达链接阶段（无论是定义中的extern或inline，还是-O0或-Ofast），而const永远不会到达，static和inline只对-O1和更高版本有此影响。当const/constexpr变量由constexpr函数初始化时，加载总是使用任何优化标志进行优化，但如果函数仅为静态或内联，或者变量不是const/constexpr，则永远不会进行优化。

标准汇编（-O0）

#include<iostream>
constexpr int multiply (int x, int y)
{

  return x * y;
}

extern const int val = multiply(10,10);
int main () {
  std::cout << val;
} 

编译到

val:
        .long   100  //extra external definition supplied due to extern

main:
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        mov     esi, 100 //substituted in as an immediate
        mov     edi, OFFSET FLAT:_ZSt4cout
        call    std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >::operator<<(int)
        mov     eax, 0
        pop     rbp
        ret

__static_initialization_and_destruction_0(int, int):
        . 
        . 
        . 

然而

#include<iostream>
const int multiply (int x, int y)
{

  return x * y;
}

const int val = multiply(10,10); //constexpr is an error
int main () {
  std::cout << val;
}

编译到

multiply(int, int):
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        mov     DWORD PTR [rbp-4], edi
        mov     DWORD PTR [rbp-8], esi
        mov     eax, DWORD PTR [rbp-4]
        imul    eax, DWORD PTR [rbp-8]
        pop     rbp
        ret

main:
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        mov     eax, DWORD PTR val[rip]
        mov     esi, eax
        mov     edi, OFFSET FLAT:_ZSt4cout
        call    std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >::operator<<(int)
        mov     eax, 0
        pop     rbp
        ret

__static_initialization_and_destruction_0(int, int):
        . 
        . 
        . 
        mov     esi, 10
        mov     edi, 10
        call    multiply(int, int)
        mov     DWORD PTR val[rip], eax

这清楚地表明，constexpr会导致const/constexpr文件范围变量在编译时初始化，并且不会产生全局符号，而不使用它会导致在运行时在main之前初始化。

使用-Ofast编译

甚至-Ofast没有优化负载！https://godbolt.org/z/r-mhif，所以需要constexpr

对于相同的结果，也可以从其他constexpr函数内部调用constexpr功能。函数上的constexpr还防止在函数中使用编译时无法执行的任何操作；例如，调用std:：cout上的<<运算符。

块范围内的constexpr的行为相同，如果由非constexpr函数初始化，则会产生错误；该值也立即代入。

最后，它的主要目的类似于C的内联函数，但只有当该函数用于初始化文件范围变量时，它才有效（这些函数不能在C上执行，但可以在C++上执行，因为它允许动态初始化文件范围变元），除非该函数也不能将全局/局部符号导出到链接器，即使使用external/static，您可以在C上使用内联；块范围变量赋值函数可以简单地使用-O1优化进行内联，而无需在C和C++上使用constexpr。

const int var可以在运行时动态设置为一个值，一旦设置为该值，就不能再更改。

constexpr int变量不能在运行时动态设置，而是在编译时动态设置。一旦设置为该值，就不能再进行更改。

下面是一个可靠的例子：

int main(int argc, char*argv[]) {
    const int p = argc; 
    // p = 69; // cannot change p because it is a const
    // constexpr int q = argc; // cannot be, bcoz argc cannot be computed at compile time 
    constexpr int r = 2^3; // this works!
    // r = 42; // same as const too, it cannot be changed
}

上面的代码段编译得很好，我已经注释掉了导致它出错的代码段。

这里需要注意的关键概念是编译时和运行时的概念。C++中引入了新的创新，旨在尽可能在编译时**了解**某些事情，以提高运行时的性能。

任何不涉及上述两个关键概念的解释都是幻觉。

首先，两者都是c++中的限定符。声明常量的变量必须初始化，以后不能更改。因此，通常声明为常量的变量甚至在编译之前都会有一个值。

但是，对于constexpr来说，它有点不同。

对于constexpr，您可以给出一个表达式，该表达式可以在程序编译期间计算。

显然，声明为constexper的变量不能像const一样在将来更改。