关于constexpr关键字以及修饰的函数

标签：cpp

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• 先看一个例子
  [tect1.cpp]

  #include <iostream>#include <cstdlib>#include <cstdio>//#include "test.h"using namespace std;constexpr int screen(int x)               // constexpr{   return x; }int main(){       const int x = 0;                     // const，是常量表达式，因为值不会发生改变    constexpr int z =  screen(x);        // constexpr    cout << z<<endl;    return 0;}

  [tect2.cpp]

  #include <iostream>#include <cstdlib>#include <cstdio>//#include "test.h"using namespace std;constexpr int screen(int x){   return x; }int main(){       int x = 0;                // 不是常量表达式，因为值会改变    int z =  screen(x);    cout << z<<endl;    return 0;}

  • 分析
    首先说明一下常量表达式的定义：常量表达式是指值不会改变且在编译阶段就可以得到结果的表达式。
    （1）[test1.cpp] 符合constexpr函数的常规用法，即函数的返回类型以及所有的形参类型必须是字面值类型（字面值类型即编译过程就能得到结果的类型）。此时，如果将 const int x = 0; 变为 int x = 0; 就会报错，因为screen函数的用在一个需要常量表达式的上下文中（constexpr类型的变量必须用常量表达式初始化），编译器在编译的过程中会检查函数的返回值是不是常量表达式，如果不是就会报错。
    （2）[test2.cpp] 表示constexpr函数可以返回非常量表达式，编译的过程没有报错，原因是screen函数并没有用在一个需要常量表达式的上下文中，编译器正在编译的过程中不会去检查该函数的返回值，也就不会报错。
    （3）作为补充，需要注意的是constexpr函数必须有return语句。

• 结论

  可以这样认为：C++不要求constexpr函数必须返回常量表达式（以问题中的screen constexpr函数为例）

  • 如果在不需要常量表达式的上下文，如： int z = screen(x); 可以不返回常量表达式，此时编译器不会检查函数的结果是否会返回常量表达式。
  • 如果是在需要常量表达式的上下文中，如： constexpr int z = screen(x); 那么，constexpr函数必须可以返回常量表达式。此时编译器会去检查函数返回的结果是不是常量表达式，如果不是，就会报错。

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关于constexpr关键字的其他属性

• constexpr变量
    const和constexpr变量之间的主要区别在于：const变量的初始化可以延迟到运行时，而constexpr变量必须在编译时进行初始化。所有constexpr变量均为常量，因此必须使用常量表达式初始化。

  constexpr float x = 42.0;       // right!constexpr float y{108};         // right!constexpr float z = exp(5, 3);  // right!constexpr int i;                // Error! Not initializedint j = 0;constexpr int k = j + 1;        //Error! j not a constant expression

• constexpr和指针

    首先回忆一下const与指针的规则。如果关键字const出现在*左边，表示被指对象是常量；如果出现在星号右边，表示指针本身是常量；如果出现在星号两边，表示被指对象的指针两者都是常量。
    与const不同，在constexpr声明中如果定义了一个指针，限定符constexpr仅对指针有效，与指针所指对象无关 。

  const int *p     = 0; // non-const pointer, const dataconstexpr int *q = 0; // const pointer, non-const data

    与其它常量指针类似，const指针既可以指向常量也可以指向一个非常量：

  int j = 0;constexpr int i = 2;constexpr const int *p = &i; // const pointer, const dataconstexpr int *p1 = &j;      // const pointer, non-const data