c++的const和constexpr

本文探讨了C++中两种重要的常量类型:const和constexpr的区别。const强调值的不可改变性,而constexpr则强调值在编译期的确定性。文章通过示例解释了如何使用这两种常量,并说明了在某些情况下为何选择constexpr而非const。

c++有两种常量:
一种是const:“i promise not to change this value
一种是constexpr:”to be evaluated at compile time

const 这种值可以在编译时或是运行时赋值,但constexpr的值只能在编译器确定

他们两的侧重点不同,就如上面英文写的那样
const侧重于值不变;constexpr侧重于编译期就确定值

还有以下几点是需要注意的:
如果一个constexpr变量的值来自于一个函数,那么这个函数必须是一个constexpr
eg: constexpr int fun () {} 而且这个函数必须尽量简单,函数体必须是一个return + 计算部分

constexpr函数也可以接受非const参数
下面的代码是可运行的

#include <iostream>

constexpr int dfun ( int x ) {
  return x * 2;
}

int main() {
  // non-const params
  int v = 2;
  int i = dfun ( v );

  v = 1;
  i = dfun ( v );

  // const params
  constexpr int a = 2;
  int b = dfun ( a );

  std::cout << i << std::endl << b << std::endl;

  return 0;
}

常量表达式中的编译器计算主要是因为性能问题,在以下3种情况中,主要是因为c++语言规则:
case标签、模版参数、constexpr构造。

针对性能问题 不变性的概念是设计中比较重要的一部分

对于const,还是以前的理解的概念,对于constexpr,应该更多的应用于模版 泛型编程

### C++ 中 `const` 与 `constexpr` 的区别使用场景 #### 定义与基本概念 `const` `constexpr` 都用于表示不可变的数据,但在语义用途上有显著差异。`const` 主要用来表达“只读”的含义,而 `constexpr` 则更进一步,强调数据可以在编译期计算并确定其值[^1]。 #### 编译期与运行期的支持 - **`const`**: 表示变量在初始化之后不能再被修改。它的值可能是在运行时才确定的,因此不一定能在编译期求值。 - **`constexpr`**: 不仅具备 `const` 的不可修改特性,还能确保该值在编译期就被计算出来。这意味着它适用于需要静态常量的场合,比如数组大小或模板参数等[^3]。 #### 类型支持 - **`const`**: 可以应用于任何类型的对象,无论是基础类型还是复杂类的对象。 - **`constexpr`**: 对于函数返回值或者变量初始值有严格的要求——它们必须能够通过简单的表达式来计算得出,并且这些操作数也应该是字面量(literals),或者是其他已经声明为 `constexpr` 的实体[^4]。 #### 使用建议 为了更好地利用这两种关键字的不同特点,在实际编码实践中可以遵循如下原则: - 当只需要表明某个东西不应该改变的时候(即使这个不变性只是逻辑上的),应该优先考虑使用 `const` 关键字; - 如果希望某项数值不仅保持恒定而且能够在编译期间得到解析,则应当选用 `constexpr`[^1]。 以下是两个简单例子展示如何正确运用这两个关键词: ```cpp // Example of using 'const' const int max_size = 10; // Runtime constant, cannot be used as non-type template parameter. // Example of using 'constexpr' constexpr double pi = 3.14159265358979323846; // Compile-time constant. ``` #### 总结 虽然两者都能创建不可更改的变量,但因各自特性的不同决定了各自的适用范围。对于那些仅仅需要保护免受意外改动影响的情况来说,采用 `const` 就足够了;而对于那些确实有必要提前知道确切数值的情形下,则更适合应用 `constexpr`[^2]。
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