C++ const 和 constexpr 的区别

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#c++ #开发语言 #后端

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本文探讨了constexpr在C++中的作用，它如何区分编译期常量与运行期常量，并通过实例说明了如何检测函数是否产生编期常量。同时，讲述了constexpr函数的限制和其在模板特化中的应用价值。

对于修饰Object来说，

const并未区分出编译期常量和运行期常量

constexpr限定在了编译期常量

然后我想对修饰函数多说两句，那就是constexpr修饰的函数，返回值不一定是编译期常量。#It is not a bug, it is a feature.#

constexpr int foo(int i)
{
   return i + 5;
}
int main()
{
   int i = 10;
   std::array<int, foo(5)> arr; // OK

foo(i); // Call is Ok

// But...
//std::array<int, foo(i)> arr1; // Error

system("pause");

return 0;

}

如果把constexpr 去掉，变成如下

int foo(int i)
{
   return i + 5;
}
int main()
{
   int i = 10;
   std::array<int, foo(5)> arr; // 关于c++报错：“表达式必须含有常量值”

foo(i); // Call is Ok

// But...
//std::array<int, foo(i)> arr1; // Error

system("pause");

return 0;

}

所以，对于constexpr需要两方面看待。

constexpr修饰的函数，简单的来说，如果其传入的参数可以在编译时期计算出来，那么这个函数就会产生编译时期的值。但是，传入的参数如果不能在编译时期计算出来，那么constexpr修饰的函数就和普通函数一样了。不过，我们不必因此而写两个版本，所以如果函数体适用于constexpr函数的条件，可以尽量加上constexpr。

而检测constexpr函数是否产生编译时期值的方法很简单，就是利用std::array需要编译期常值才能编译通过的小技巧。这样的话，即可检测你所写的函数是否真的产生编译期常值了。

这样的函数有什么用呢？

比如你想特化一个模板，在传入的模板参数是std::numeric_limits<int>::max()时报错。那么在没有constexpr之前，就没救了，只能用INT_MAX宏。

const是变量类型名的一部分，即 part of type name，一个名字叫“const T”或者“T const”的类型，和T这个类型本身处于一种平级的关系，和T不同的就在于这个类型的对象自产生后就不能再更改了。

constexpr是声明的一部分，即 part of a declaration，他不是变量类型的一部分。当他出现在一个变量的声明中时，他要求编译器在编译期间就初始化并确定下来这个变量（否则编译报错）；当他出现在一个函数的声明中时，他要求至少有一条return路径可以（但不是必须）在编译中确定下来，即返回的是编译期常量。

二者的联系就在于，在使用constexpr声明一个类型为T的变量时，constexpr会自动把这个变量定义为const T类型。即constexpr在完成它本职工作（告诉编译器这是个编译期常量）的同时，还把原来的T类型改为了const T类型。这就是二者的联系。

作者：小天狼星不来客
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作者：蓝色
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