【C++】 constexpr

 contexpr

1. constexpr变量

1对于修饰的变量而言，const并未区分出编译常量和运行常量；constexpr限定在编译器常量。

 

2. constexpr函数

#include <iostream>
#include <array>
using namespace std;

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
}

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。

 

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <vector>
#include <string>

// 普通 if - 运行时判断
void runtime_if_example() {
    bool condition = true;
    if (condition) {
        std::cout << "运行时条件为真" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "运行时条件为假" << std::endl;
    }
}

// if constexpr - 编译时判断
template<typename T>
void compile_time_if_example() {
    if constexpr (std::is_integral_v<T>) {
        std::cout << "T 是整数类型" << std::endl;
        // 只有当 T 是整数类型时，这段代码才会被编译
        T value = 42;
        std::cout << "整数值: " << value << std::endl;
    } else if constexpr (std::is_floating_point_v<T>) {
        std::cout << "T 是浮点类型" << std::endl;
        T value = 3.14;
        std::cout << "浮点值: " << value << std::endl;
    } else {
        std::cout << "T 是其他类型" << std::endl;
        // 对于其他类型的处理
        T value{};
        std::cout << "默认构造的值" << std::endl;
    }
}

// 展示 if constexpr 的威力：避免编译错误
template<typename T>
void safe_operation() {
    if constexpr (std::is_arithmetic_v<T>) {
        // 只有算术类型才能进行数学运算
        T result = T{} + T{1};
        std::cout << "算术运算结果: " << result << std::endl;
    } else {
        // 非算术类型使用其他操作
        std::cout << "非算术类型，跳过数学运算" << std::endl;
    }
}

// 使用示例
int main() {
    std::cout << "=== 运行时 if 示例 ===" << std::endl;
    runtime_if_example();
    
    std::cout << "\n=== 编译时 if constexpr 示例 ===" << std::endl;
    compile_time_if_example<int>();
    compile_time_if_example<double>();
    compile_time_if_example<std::string>();
    
    std::cout << "\n=== 安全操作示例 ===" << std::endl;
    safe_operation<int>();
    safe_operation<double>();
    safe_operation<std::string>();
    
    return 0;
}

参考资料

1. C++ const 和 constexpr 的区别？【知乎】