C++ 编译时期计算与嵌入式开发

最新推荐文章于 2025-02-27 21:48:17 发布

QoDeveloper

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文章标签： c++ java 开发语言嵌入式

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/QoDeveloper/article/details/133282292

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本文探讨了在嵌入式开发中，如何利用C++的 constexpr 关键字进行编译时期计算，以提升代码效率和性能。通过示例展示了constexpr在计算平方和阶乘等操作中的应用，强调了其在资源受限设备上的优势。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

在嵌入式开发中，对于资源受限的设备而言，性能和效率是至关重要的。为了提高代码的效率，C++ 提供了 constexpr 关键字，允许在编译时期进行计算，以便在运行时减少计算量。本文将介绍 C++ 的 constexpr 特性，并演示如何在嵌入式开发中应用它。

constexpr 关键字可以用于声明在编译时期被计算的常量表达式。这意味着在编译时期，编译器会计算表达式的值，并在生成的可执行文件中直接使用该值，而不是在运行时计算。这种方式可以提高代码的性能和效率，并减少运行时的计算负担。

让我们通过一个简单的示例来说明如何使用 constexpr。假设我们要计算一个数的平方，我们可以使用以下的 C++ 代码：

#include <iostream>

constexpr int <

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【C++/嵌入式梳理】一、01.关键字

03-25

2181

48.带参宏和函数的区别带参宏只是在编译预处理阶段进行简单的字符替换；而函数则是在运行时进行调用和返回。宏替换不占运行时间，只占编译时间；而函数调用则占运行时间（分配单元、保留现场、值传递、返回）。带参宏在处理时不分配内存；而函数调用会分配临时内存。宏不存在类型检查，宏名无类型，它的参数也是无类型的；而函数中的实参和形参都要定义类型，二者的类型要求一致。而使用宏定义次数多时，宏替换后源程序会变长；而函数调用不使源程序变长。在调试时，函数调用的栈可以被跟踪，而宏展开后的代码是无法被跟踪的。

8.5：C++的编译期常量和计算！（课程共4800字，4个代码举例）

小兔子平安

07-26

136

综上所述，通过本课程的学习，我们深入了解了C++中的编译期常量和计算技术，并学会了如何使用constexpr关键字和模板元编程等技术来实现编译期常量和计算。同时，我们也注意到了一些细节和技巧，例如使用模板特化、使用math库中的常量和函数等，这些技巧可以帮助我们更加灵活地使用编译期常量和计算，并提高代码的可读性、可维护性和可重用性。在实际编程中，我们应该根据具体情况选择合适的方法来实现编译期常量和计算，并注意程序的正确性和效率。

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C++的杂七杂八：constexpr与编译期计算

唐小引的优快云博客

05-03

795

引言社区（http://purecpp.org/）里有朋友提出了编译期分割字符串的需求，大家在群里进行了热烈的讨论，也做了许多尝试，但并没有得出确定的结果。本文作者试图对C++11/14里的新关键字constexpr进行编译期计算的总结和探讨，并在最后结合constexpr给出C++在编译期分割字符串的方法。一、编译期计算我们先来看一段求阶乘（factorial）的算法：size_t factor...

C++使用模板递归进行编译期计算

[PE]经典八炮的博客

09-19

1175

有的时候，我们的代码中需要某些特定数值（如2的N次方），注意，这里的数值必须是写在代码里的，即常量。这时候，如果再用计算器挨个计算就会非常麻烦，而在运行期间计算又会使得程序运行速度缓慢。这时候，我们就用到了编译期间计算。 编译期计算的主要原理是运用模板递归。如计算N的阶乘： #include <iostream> template<int n> class C//主模板类 { public: static const long long result = C<n - 1&gt

C++模板元编程（3）-编译期计算

no_to_last的博客

05-07

1405

C++可以让代码在编译期计算，即把计算任务放在编译期，C++98模板就可以使用编译期计算了，可以使用循环和执行路径选择，使用偏特化可以作为分支进行选择（类似于if），而如果使用SFINAE，则可以针对类型或者约束在函数模板中进行选择。而从C++11和C++14开始，C++对于模板元的增强，可以使用更加简洁的语言去实现上面的内容，包括（for循环和switch语句等）的constexpr特性，即for循环和switch也可以在编译期及加入计算。C++17增强了编译期的if语句，使其可以在模板外工作。

编译期运算

weixin_34007886的博客

11-18

555

最近在研究C++模版，发现一个以前没有遇到过的技术，就是编译期计算。所谓编译期运算就是指在编译阶段由编译器所进行的运算，不占用运行期时间，有时也称元模版编程。所有可以在编译期决定的数值都可以用这种方法解决以节省运行时的浪费，只是这种方法毫无灵活性可言，平时用得很少，仅了解一下即可。以下运算不消耗运行时，全部数值计算在编译时就已经完成。 #include <iostream>templ...

【博客210】C++编译期求值

qq_43684922的博客

04-25

867

内容：记录C++中对于在编译器就可以求出值的情况会优先在编译期间求值代码如下： #include <iostream> using namespace std; template <int n> struct add { static const int value = n * add< n - 1 >::value; }; template &...

【C++编译时计算】：静态反射与优化实战的融合

C++编译时计算概述 C++作为一种高性能的编程语言，其编译时计算能力一直是提升程序性能和抽象层次的重要工具。编译时计算不仅限于传统的编译时优化，它还涉及到使用模板元编程和静态反射等高级技术。本章将探讨C++...

嵌入式C/C++语言知识点总结

qq_53855148的博客

08-05

1023

C/C++中常用关键字的意义以及区别、数组与字符串的赋值、指针使用需要注意的问题、操作系统以及内存管理的注意点。

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[【C++模板元编程在嵌入式系统中的应用】：静态代码生成与优化](https://i0.wp.com/kubasejdak.com/wp-content/uploads/2020/12/cppcon2020_hagins_type_traits_p1_11.png?resize=1024%2C540&ssl=1) # 摘要 C++模板...

C++11尝鲜：实现编译期的“或”运算

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#include using namespace std; template struct or_impl : true_type {}; template struct or_impl : or_impl {}; template<> struct or_impl : false_type {}; template struct or_ : or_impl {}; int main(

编译原理_计算器_C++实现

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c++编译时计算注意事项

个人进步之路

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元<类...T,整...I,类...O> 常式动分包(空包<T...>a,序列<I...>b,空包<O...>c){// 常式整 N=型长...(I); 如常式(N==0)中分加尾(c,a);//最后一部分. 异{ 常式动 t=去头项<取头(b)>(a); 中分包(t.第一,去头(b),分加尾(c,t.第二)); } } 最重要的不是算法,而是归尾时,那个边界条件,一

c++编译时求值

yk_18的博客

03-25

239

通常情况,函数无法在编译时求值,因此也就不能在常量表达式中被使用。但通过将函数指定为constexpr,就能向编译器传递这样的信息,即,"如果调用函数时是用常量作为实参,则函数应该能用在常量表达式中"即在编译时求值(12.1.6 constexpr函数)。2.不能有局部变量,也就不能有循环(循环一定需要循环因子变量);//错误,n是变量,无法在编译时求值。//合法,Fac(5)在编译时求值。

C++之，我是如何解决编译期计算与代码优化难题的

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wj_rdk的博客

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在C++编程的工作实践中，我遇到了许多涉及编译期计算和代码优化的难题。这些问题不仅影响了程序的性能，还对开发效率造成了阻碍。经过不断地探索和实践，我找到了一些有效的解决办法，现在就分享给大家。

C++核心准则边译边学-F.4 如果函数有可能需要编译时计算，将它定义为constexpr

面向对象思考

12-27

598

F.4: If a function may have to be evaluated at compile time, declare it constexpr（如果函数有可能需要编译时计算，将它定义为constexpr）关于constexpr的基础知识，可以参照以下链接： https://mp.weixin.qq.com/s/Y_pEIVO8H6u-fpPczJU5Mw Reas...

c++ 编译期计算（一）

weixin_30824599的博客

11-11

490

编译期就是编译器进行编译，产生.obj文件的所处的那一段时间（如果是广义的编译期，那么一般还包括了链接期，因为现在很多编译器都会自动调用链接器进行链接）执行期就是你执行某个已经链接好的程序的那段时间。简单点说：“编译期”就是你在VS2008中按F7开始到 Build success 这段时间“执行期”就是你在VS2008中按Ctrl+F5并提供相应的参数到结果出来这段时间。如何实现模板元...

现代C++编程实战13-编译期能做些什么？一个完整的计算世界

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04-24

525

你好，我是吴咏炜。上一讲我们简单介绍了模板的基本用法及其在泛型编程中的应用。这一讲我们来看一下模板的另外一种重要用途——编译期计算，也称作“模板元编程”。

C++编程法则365天一天一条（28）constexpr编译时期计算

二进制君

04-04

2815

它修饰的表达式本身在编译期间可知, 并且编译器会尽可能的 evaluate at compile time. 在constexpr 出现之前, 可以在编译期初始化的const都是implicit constexpr. 直到c++ 11, constexpr才从const中细分出来成为一个关键字, 而 const从1983年 c++ 刚改名的时候就存在了…如果你将一个变量标记为constexpr，则同样它是const的。但相反并不成立，一个const的变量或函数，并不是constexpr的。

C++ constexpr编译阶段8cc编译器的实现

将计算推向编译时期，即所谓的“编译时计算”，可以显著提高程序的运行效率。在编译时确定某些值能够减少程序启动时间，降低运行时内存使用，而且可以允许编译器进行更广泛的优化。传统上，C编译器主要是在程序...