关键字 constexpr

constexpr明确定义了编译阶段常量。

 

在栈上定义的数组，数组的长度必须是一个常量表达式：

1. int ayy[17];//正确
2. int ayy[7 + 4];  //正确
3. int length = 8;   int ayy[length];  //错误，length是变量

 

常量表达式

常量表达式和非常量表达式的计算时机不同：

1. 非常量表达式是在程序运行阶段计算；
2. 常量表达式是在程序的编译阶段计算，这提高了程序的执行效率，节省了每次程序运行时都需要计算一次的时间。

功能

constexpr 关键字的功能，是使指定的常量表达式，获得在程序编译阶段，计算出结果的能力，而不必等到程序运行阶段。constexpr 可用于修饰普通变量、函数（包括模板函数）以及类的构造函数。注意，不代表 constexpr 修饰的表达式一定会在程序编译阶段被执行，具体的计算时机还是编译器说了算。

 

constexpr int length = 6;  

int ayy[length];   // OK

 

constexpr修饰函数

正确的定义 display() 常量表达式函数的写法：

constexpr int display(int x) {

    //可以添加 using 执行、typedef 语句以及 static_assert 断言

    return 1 + 2 + x;

}

可以看到，函数display() 的返回值，是用 constexpr 修饰的 int 类型值，且该函数的函数体中，只包含一个 return 语句。

该函数必须有返回值，即函数的返回值类型不能是 void。

 

constexpr 修饰类的构造函数时，要求该构造函数的函数体必须为空，且采用初始化列表的方式为各个成员赋值时，必须使用常量表达式。

 

//自定义类型的定义

class myType {

public:

    constexpr myType(const char *name,int age):name(name),age(age){};

    constexpr const char * getname(){

        return name;

    }

    constexpr int getage(){

        return age;

    }

    int old_getage()  const{

        return age;

    }

private:

    const char* name;

    int age;

};

 

//模板函数

template<typename T>

constexpr T dispaly(T t){

    return t;

}

与const区别

“const int x=5”只是想强调 x 是一个只读的变量，其本质仍为变量，无法用来初始化 array 容器；

而“constexpr int x =5”，表明 x 是一个只读变量的同时，x 还是一个值为 5 的常量，可以用来初始化 array 容器。

 

建议将 const 和 constexpr 的功能区分开，即凡是表达“只读”语义的场景都使用 const，表达“常量”语义的场景都使用 constexpr。

 

#include <iostream>

#include <array>

using namespace std;

constexpr int sqr1(int arg){

    return arg*arg;

}

const int sqr2(int arg){

    return arg*arg;

}

int main()

{

    array<int,sqr1(10)> mylist1;//可以，因为sqr1时constexpr函数

    array<int,sqr2(10)> mylist1;//不可以，因为sqr2不是constexpr函数

    return 0;

}

 

const 用于为修饰的变量添加“只读”属性；而 constexpr 关键字则用于指明其后是一个常量（或者常量表达式），编译器在编译程序时可以顺带将其结果计算出来，而无需等到程序运行阶段，这样的优化极大地提高了程序的执行效率。