constexpr 和 const

constexpr 和 const

1. 常量表达式

constexpr = const expression

1.1 什么是常量表达式

常量表达式是 值不会变 且在 编译期就能得到结果 的表达式。

1.2 const 的缺陷

• const 无法确保修饰的变量在编译期就能得到结果。

int i1 = 42;
const int i2 = i1; // i1 不是常量表达式，因此 i2 也不是常量表达式
const int i3 = 42; // i3 是常量表达式
const int i4 = i3 + 1; // i3 + 1 是常量表达式，因此 i4 也是常量表达式
const int i5 = get_size(); // 如果get_size() 不是常量表达式，则 i5 不是常量表达式

因此，无法直接判断 const 修饰的对象是否是常量表达式，需要使用 constexpr 来明确指出。

1.3 constexpr 的优点

• constexpr 修饰的变量在编译期就能得到结果。
• 只有 constexpr 的所有实参都是常量表达式时，constexpr函数才是常量表达式。
• 只要有一个实参不是常量表达式，constexpr函数就不是常量表达式，那就和普通函数没什么区别了，在运行时计算

constexpr int sum(int a, int b)
{
    return a + b;
}

constexpr int i1 = 42;
constexpr int i2 = sum(i1, 2); // 所有参数都是常量表达式，sum的结果也是常量表达式，在编译期求职

int AddTree(int i)
{
    return sum(i, 3); // 不是常量表达式，此时sum作为普通函数使用
}

1.4 constexpr 的限制

• 返回类型和所有形参类型都是 字面值类型。除了内置类型，用户定义的类型也可以是字面值类型，因为它的构造函数和成员函数也可以是 constexpr 的。
• 返回值不是能void类型。
• 函数体中有且只有一条return语句，但可以用 ?: 三目运算符和递归
• 如果是类的成员函数，则为隐式 const 成员函数

1.5 小结

• const 只能保证 修饰的变量不被修改，不能保证 在编译期就能得到结果。
• constexpr 修饰的变量在编译期就能得到结果，也可以 作为普通函数使用