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。

简介

引入Constexpr并不是为了告诉实现可以在需要常量表达式的上下文中求值;一致性实现在c++ 11之前就已经证明了这一点。

实现无法证明的是某段代码的意图:

开发人员想用这个实体表达什么? 我们是否应该盲目地允许在常量表达式中使用代码，仅仅因为它碰巧有效?

没有警察，这个世界将会怎样?

假设您正在开发一个库，并意识到您希望能够计算区间(0,N]中每个整数的和。

int f (int n) {
  return n > 0 ? n + f (n-1) : n;
}

缺乏意图

如果在转换过程中传递的参数是已知的，编译器可以很容易地证明上述函数在常量表达式中是可调用的;但你并没有宣布这是一个意图——这只是碰巧的情况。

现在另一个人来了，读取你的函数，做和编译器一样的分析;“哦，这个函数在常量表达式中可用!”，然后写了下面的代码。

T arr[f(10)]; // freakin' magic

优化

作为一个“了不起的”库开发人员，您决定f应该在被调用时缓存结果;谁会想要一遍又一遍地计算同一组值呢?

int func (int n) { 
  static std::map<int, int> _cached;

  if (_cached.find (n) == _cached.end ()) 
    _cached[n] = n > 0 ? n + func (n-1) : n;

  return _cached[n];
}

结果

通过引入愚蠢的优化，您破坏了在需要常量表达式的上下文中对函数的所有使用。

您从未承诺过函数在常量表达式中是可用的，没有constexpr，就无法提供这样的承诺。

为什么我们需要constexpr?

constexpr的主要用途是声明意图。

如果一个实体没有被标记为constexpr——它从未打算在常量表达式中使用;即使是这样，我们也依赖编译器来诊断这样的上下文(因为它忽略了我们的意图)。

假设它做了一些更复杂的事情。

constexpr int MeaningOfLife ( int a, int b ) { return a * b; }

const int meaningOfLife = MeaningOfLife( 6, 7 );

现在您有了一些可以计算到一个常数的东西，同时保持良好的可读性，并允许稍微复杂一些的处理，而不仅仅是将一个常数设置为一个数字。

它基本上为可维护性提供了很好的帮助，因为它使您正在做的事情变得更加明显。以max(a, b)为例

template< typename Type > constexpr Type max( Type a, Type b ) { return a < b ? b : a; }

这是一个非常简单的选择，但这意味着如果你用常量值调用max，它是在编译时显式计算的，而不是在运行时。

另一个很好的例子是DegreesToRadians函数。每个人都觉得角度比弧度更容易读。虽然你可能知道180度是3.14159265 (Pi)弧度，但下面写得更清楚:

const float oneeighty = DegreesToRadians( 180.0f );

这里有很多好的信息:

http://en.cppreference.com/w/cpp/language/constexpr

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。

Stroustrup在“Going Native 2012”大会上的演讲如下:

template<int M, int K, int S> struct Unit { // a unit in the MKS system
       enum { m=M, kg=K, s=S };
};

template<typename Unit> // a magnitude with a unit 
struct Value {
       double val;   // the magnitude 
       explicit Value(double d) : val(d) {} // construct a Value from a double 
};

using Speed = Value<Unit<1,0,-1>>;  // meters/second type
using Acceleration = Value<Unit<1,0,-2>>;  // meters/second/second type
using Second = Unit<0,0,1>;  // unit: sec
using Second2 = Unit<0,0,2>; // unit: second*second 

constexpr Value<Second> operator"" s(long double d)
   // a f-p literal suffixed by ‘s’
{
  return Value<Second> (d);  
}   

constexpr Value<Second2> operator"" s2(long double d)
  // a f-p literal  suffixed by ‘s2’ 
{
  return Value<Second2> (d); 
}

Speed sp1 = 100m/9.8s; // very fast for a human 
Speed sp2 = 100m/9.8s2; // error (m/s2 is acceleration)  
Speed sp3 = 100/9.8s; // error (speed is m/s and 100 has no unit) 
Acceleration acc = sp1/0.5s; // too fast for a human

你的基本例子和常数本身的例子是一样的。为什么要使用

static const int x = 5;
int arr[x];

over

int arr[5];

因为这样更容易维护。使用constexpr写和读要比现有的元编程技术快得多。