constexpr是C++的修飾詞，用于指定“編譯期可以求數(shù)值的常量表達式”，可用于修飾變量，函數(shù)，類/結(jié)構(gòu)體，構(gòu)造函數(shù)/析構(gòu)函數(shù)，模板五種情況，作用就是支持編譯期常量處理。constexpr的實際應(yīng)用中最常用的是修飾變量和函數(shù)。

• constexpr用于修飾變量，可以構(gòu)建真常量，即編譯器常量。
• constexpr用于修飾函數(shù)，可以用于編譯期求值；
• constexpr用于修飾類/結(jié)構(gòu)體?？梢杂脕碓诰幾g期構(gòu)造對象；
• constexpr用于修飾構(gòu)造函數(shù)/析構(gòu)函數(shù)，可以在編譯器就對類對象進行初始化/銷毀；
• constexpr用于修飾模板，在編譯期間完成模板實例化進行求數(shù)值。

增加編譯期間求解的效果是提升性能、增強類型安全。

實例1——constexpr修飾變量：

#include <iostream>
constexpr int MAXsize = 100; // 由constexptr修飾的int型真常量，
//在編譯期就可以通過直接賦值確定取值為100.
constexpr int OVERsize = MAXsize + 50；
//在編譯期可以通過計算得到確定取值為150.
//由constexpr修飾的MAXsize和OVERsize兩個真常量，分別取值100和150.
//編譯正常。符合處理直覺。

提問： constexpr 可以修飾變量，此時該變量是編譯期常量（值必須在編譯期確定，且生命周期內(nèi)不可修改，比 const 更嚴格）如果這個變量的取值在編譯期間沒有確定會報錯嗎?還是任意給這個變量取定一個隨機值?取定隨機值會導(dǎo)致這個變量實際沒有可用效果? 以及這里講的生命周期不可修改是什么意思?一個constexpr修飾的真常量的生命周期不就是整個程序運行的期間都有效嗎?編譯期常量即真常量是不占用C++堆內(nèi)存和棧內(nèi)存的吧！

解答：
// constexpr 修飾變量，這個變量的數(shù)值必須在編譯期確定，生命周期內(nèi)不可修改。
// 如果編譯期間這個變量的數(shù)值沒有確定指定，會直接編譯報錯，無隨機值。
// constexpr 修飾得到的真常量在生命周期內(nèi)都只具有只讀屬性，不可修改。
// constexpr 修飾得到的真常量的生命周期取決于變量定義所在的作用域決定。
    // 即constexpr只負責(zé)跟編譯器通力合作在編譯期間確定數(shù)值。
    // 至于這個真常量在何時失效取決于這個變量的自身的作用域，
    // 即定義在函數(shù)內(nèi)部的變量，即便加上constexpr修飾，
    // 這個真常量的生命周期依然只在函數(shù)內(nèi)的局部作用域效果下。constexpr修飾的真常量被存儲在靜態(tài)只讀數(shù)據(jù)區(qū)。

總結(jié)1：

• constexpr修飾變量，得到真常量，存儲在靜態(tài)存儲區(qū)，不占用運行內(nèi)存；（因此增強性能）
• constexpr修飾得到的真常量，如果沒有在編譯期指定，直接報錯。
• constexpr修飾得到的真常量，生命周期內(nèi)權(quán)限為只讀，不可修改。
• constexpr修飾得到的真常量，生命周期長度取決于變量本身的生命周期。

實例2——constexpr修飾函數(shù)：

表示這個函數(shù)，如果入?yún)⑹蔷幾g期常量，在編譯期完成計算得到處理結(jié)果。如果入?yún)⒉皇蔷幾g期間常量，那就退化成普通函數(shù)。兩種情況都不會報錯。UDL和普通函數(shù)都支持這種退化兼容。

//constexpr修飾UDL(自定義字面值運算符)
constexpr long long operator "" _KM2m(long long kilometer) {
    return kilometer*1000;
}
//constexpr修飾普通函數(shù)
constexpr int add(int a, int b){
    return a + b;
}

實例3——constexpr修飾類/結(jié)構(gòu)體：

作用是在編譯期構(gòu)造類對象，即編譯期常量對象。 要求：

• 類的構(gòu)造函數(shù)必須是constexpr構(gòu)造函數(shù)；
• 編譯期內(nèi)需調(diào)用的成員函數(shù)也必須有constexpr修飾；
• 類的成員變量中，對于被constexpr使用/依賴的靜態(tài)成員變量，必須在類內(nèi)constexpr修飾。而且最好直接用static constexpr

//constexpr修飾結(jié)構(gòu)體(在C++中將結(jié)構(gòu)體視為類的一種)
struct Point{

    //constexpr 修飾構(gòu)造函數(shù)
    constexpr Point(int x_, int y_) ： x(x_), y(y_) {}
        // C++中約定俗成用 變量名右加下劃線 表示類成員變量的命名。
        // x(x_), y(y_) 是 C++ 中的「成員初始化列表（Member Initialization List）
            // 效果是將x_,y_的值對應(yīng)賦值給x，y
            // `x(x_)` 和 `x=x_` 在初始化列表中等價
            
    //constexpr 修飾構(gòu)造函數(shù)
    constexpr int get_x() const {
        return}
    }
    
    int x;
    int y;
   }
   
   int main () {
       //編譯器構(gòu)造Ponit對象
       constexpr Point p0(10,20);
       //編譯期調(diào)用成員函數(shù)，獲取數(shù)值
       constexpr int x_val = p0.get_x(); 
       return 0;
   }

• 非靜態(tài)成員變量是指屬于單個對象的變量，每個對象獨一份，生命周期隨對象變化；
• 靜態(tài)成員變量屬于類本身的，所有對象共享一份，生命周期貫穿程序。
  • 靜態(tài)const成員變量：類內(nèi)直接初始化，因為貫穿程序的生命周期，且在運行期間數(shù)值不可修改，是綁定在整個類上的變量。static const 變量類型 變量名 = 初始化數(shù)值；
    • static constexpr 變量類型 變量名 = 初始化數(shù)值; 效果更好。
  • -這里的static其實是指類共享。靜態(tài)變量本質(zhì)是類共享變量；非靜態(tài)變量是類不共享變量。

實例4——constexpr修飾構(gòu)造函數(shù)/析構(gòu)函數(shù)：

構(gòu)造函數(shù)用constexpr修飾，要么非空要么只涉及基本四則運算和判斷的簡潔函數(shù)體。 析構(gòu)函數(shù)用constexpr修飾，得到的效果是編譯期對象銷毀時沒有運行期開銷。 （constexpr修飾的效果要么是用于設(shè)定真常量，要么是能在編譯期間能處理的事情給處理了。）

class MyInt{

    public: 
        //構(gòu)造函數(shù)
        constexpr MyInt (int val_) : val(val_) {}
        //析構(gòu)函數(shù)
        constexpr ~MyInt() = default; //析構(gòu)函數(shù)直接 = default 就行。
        //成員函數(shù)
        constexpr int get_val() const {
            return val;
        }

    private:
        int val;
};

int main() {
    //在編譯期構(gòu)造 MyInt 對象
    constexpr MyInt mi(100);
    constexpr int val = mi.get_val(); // 編譯期求值為100
    return 0;
}

關(guān)聯(lián)說明類成員函數(shù)的const尾綴修飾： constexpr int get_val() const { return val; //這個const成員函數(shù)只讀取，沒有修改val的權(quán)限。 }

const成員函數(shù)

作用是限定這個成員函數(shù)對成員變量的操作權(quán)限僅僅是只讀。

• 禁止修改類的非靜態(tài)成員變量，確保這個函數(shù)只進行只讀操作，不會改變對象的狀態(tài)。
• 禁止調(diào)用非const成員函數(shù)。

const是 “承諾不修改成員變量”，僅支持運行期執(zhí)行；constexpr是 “支持編譯期求值”，

實例5——constexpr修飾模板template：

使模板實例化后具備編譯器求值能力。

template <template T>
    constexpr T max_val(T a, T b){
        return a > b ? a : b;
    }
    
int main() {
    constexpr int max_num = max_val(5,10);
    //編譯期求值: max_val(5,10)實例化得到int型數(shù)據(jù)，取值為10.
    return 0;
}

到此這篇關(guān)于C++ constexpr的使用小結(jié)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ constexpr內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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