constexpr函数可在编译期求值,提升性能;2. 定义时需加constexpr关键字,调用时参数为常量表达式则在编译期执行;3. C++14起允许局部变量、循环等,但仍需返回编译期确定的值。

在C++中,constexpr函数是一种可以在编译期求值的函数,前提是传入的参数是常量表达式。使用constexpr可以提升程序性能,让计算在编译时完成,减少运行时开销。
constexpr函数的基本用法
constexpr函数的定义方式和普通函数类似,只需在返回类型前加上constexpr关键字。函数体通常要满足在编译期可计算的要求。
示例:
constexpr int square(int x) { return x * x;}int main() {constexpr int val = square(5); // 编译期计算,val = 25int arr[val]; // 可用于定义数组大小return 0;}
只要调用时参数是常量表达式,函数就会在编译期执行。如果参数是变量,则退化为普通函数在运行时执行。
constexpr函数的限制与要求
从C++11到C++14、C++17,constexpr函数的支持不断增强,但仍有基本规则需要遵守:
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函数体不能包含:动态内存分配(new/delete)、全局或静态变量修改、try-catch等复杂语句(C++11中尤其严格)必须返回一个可在编译期确定的值所有参数也应是常量表达式才能触发编译期求值C++14以后放宽了限制,允许使用局部变量、循环和条件分支:
constexpr int factorial(int n) { int result = 1; for (int i = 2; i <= n; ++i) result *= i; return result;}
这个版本在C++14及以上是合法的,可在编译期计算阶乘。
如何确保在编译期执行
即使函数被声明为constexpr,是否在编译期执行还取决于调用上下文。
使用constexpr变量接收结果,强制编译器在编译期求值用于数组大小、模板非类型参数、枚举值等需要常量表达式的地方反例:运行时调用
int x = 4;int runtime_val = square(x); // 运行时执行,合法但不编译期计算
与const的区别
const表示“不可修改”,而constexpr强调“编译期常量”。constexpr隐含const,但反过来不成立。
constexpr int a = 10; // 编译期常量const int b = 10; // 运行时初始化也可以,不一定是编译期常量
基本上就这些。合理使用constexpr能提高效率,特别是在数学计算、容器大小、模板编程中非常有用。注意编译器支持和标准版本即可。
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