在c++ 11中什么时候应该使用constexpr功能?

在我看来，拥有一个“总是返回5的函数”破坏或稀释了“调用函数”的意义。必须有一个原因，或者需要这个功能，否则它就不会出现在c++ 11中。为什么会在那里?

// preprocessor.
#define MEANING_OF_LIFE 42

// constants:
const int MeaningOfLife = 42;

// constexpr-function:
constexpr int MeaningOfLife () { return 42; }

在我看来，如果我写一个函数，返回一个字面值，然后我进行代码检查，有人会告诉我，我应该声明一个常量值，而不是返回5。

当前回答

曾经有一种元编程模式:

template<unsigned T>
struct Fact {
    enum Enum {
        VALUE = Fact<T-1>*T;
    };
};

template<>
struct Fact<1u> {
    enum Enum {
        VALUE = 1;
    };
};

// Fact<10>::VALUE is known be a compile-time constant

我相信引入constexpr是为了让你编写这样的构造，而不需要模板和带有特化的奇怪构造，SFINAE之类的东西——但就像你编写一个运行时函数一样，但保证结果将在编译时确定。

但是，请注意:

int fact(unsigned n) {
    if (n==1) return 1;
    return fact(n-1)*n;
}

int main() {
    return fact(10);
}

用g++ -O3编译它，你会看到事实(10)确实在编译时被求值了!

一个VLA-aware编译器(C99模式下的C编译器或带有C99扩展的c++编译器)甚至可以允许你做:

int main() {
    int tab[fact(10)];
    int tab2[std::max(20,30)];
}

但目前它是非标准的c++ - constexpr看起来是一种解决这个问题的方法(即使没有VLA，在上面的例子中)。还有一个问题，就是需要有“正式的”常量表达式作为模板参数。

2011-01-20 18:36:47

其他回答

另一个用途(尚未提及)是constexpr构造函数。这允许创建编译时常量，这些常量不必在运行时进行初始化。

const std::complex<double> meaning_of_imagination(0, 42);

将其与用户定义的字面量配对，就可以完全支持字面的用户定义类。

3.14D + 42_i;

2011-01-20 18:16:59

何时使用constexpr:

只要有编译时间常数。

2019-06-13 08:58:48

它在某些方面很有用

// constants:
const int MeaningOfLife = 42;

// constexpr-function:
constexpr int MeaningOfLife () { return 42; }

int some_arr[MeaningOfLife()];

将它与特质类或类似的类联系起来，它会变得非常有用。

2011-01-20 14:28:41

它可以实现一些新的优化。Const传统上是类型系统的提示，不能用于优化(例如，Const成员函数可以合法地const_cast并修改对象，因此Const不能用于优化)。

Constexpr表示表达式真的是常量，前提是函数的输入是const。考虑:

class MyInterface {
public:
    int GetNumber() const = 0;
};

如果这在其他模块中公开，编译器不能相信GetNumber()在每次调用时不会返回不同的值——甚至在两次调用之间没有非const调用的情况下也不会返回不同的值——因为const可能已经在实现中被丢弃了。(显然，任何这样做的程序员都应该被枪毙，但语言允许这样做，因此编译器必须遵守这些规则。)

添加constexpr:

class MyInterface {
public:
    constexpr int GetNumber() const = 0;
};

编译器现在可以应用优化，缓存GetNumber()的返回值，并消除对GetNumber()的额外调用，因为constexpr是一个更强的保证，返回值不会改变。

2011-01-20 17:09:53