constexpr關(guān)鍵字用于聲明編譯時可計算的變量或函數(shù),如constexpr int val = square(5);可作數(shù)組大小,factorial函數(shù)在參數(shù)為編譯時常量時于編譯期求值。
在C++中,constexpr 是一個關(guān)鍵字,用于指示某個值或函數(shù)可以在編譯時計算。使用 constexpr 可以將計算從運行時轉(zhuǎn)移到編譯時,從而提升程序性能,并允許在需要常量表達式的地方使用這些結(jié)果(比如數(shù)組大小、模板參數(shù)等)。
你可以將變量、函數(shù)和構(gòu)造函數(shù)標(biāo)記為 constexpr,前提是它們的值或行為在編譯時是可確定的。
constexpr 變量:
constexpr int square(int x) { return x * x; } <p>constexpr int val = square(5); // 編譯時計算,val = 25 int arr[val]; // 合法:val 是編譯期常量</p>
這里 square(5) 在編譯時就被計算成 25,因此可以用來定義數(shù)組大小。
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一個 constexpr 函數(shù)在傳入的是編譯時常量時,會在編譯時求值;否則退化為普通函數(shù)在運行時執(zhí)行。
constexpr int factorial(int n) { return (n <= 1) ? 1 : n * factorial(n - 1); }
調(diào)用方式:
constexpr int fact5 = factorial(5); // 編譯時計算,結(jié)果為 120 int n = 4; int fact_n = factorial(n); // 運行時計算
注意:從 C++14 開始,constexpr 函數(shù)內(nèi)部可以包含更復(fù)雜的語句,如循環(huán)、局部變量等。C++11 則限制較多,只能包含一條 return 語句。
結(jié)合模板可以實現(xiàn)強大的編譯期計算能力。
template<int N> struct Factorial { static constexpr int value = N * Factorial<N - 1>::value; }; <p>template<> struct Factorial<0> { static constexpr int value = 1; };</p><p>// 使用 constexpr int result = Factorial<5>::value; // 120,完全在編譯期計算 </font></p>
這是經(jīng)典的編譯期遞歸計算,利用模板特化終止遞歸。
你也可以定義 constexpr 構(gòu)造函數(shù),創(chuàng)建編譯期常量對象。
struct Point { constexpr Point(double x, double y) : x(x), y(y) {} double x, y; }; <p>constexpr Point origin(0.0, 0.0); // 編譯期創(chuàng)建對象</p>
只要構(gòu)造函數(shù)滿足條件(參數(shù)是常量表達式、初始化合法),就能在編譯時構(gòu)造對象。
基本上就這些。合理使用 constexpr 能讓代碼更高效、更安全,尤其適合數(shù)學(xué)計算、配置常量、類型元編程等場景。注意確保輸入是常量表達式,否則無法觸發(fā)編譯期計算。不復(fù)雜但容易忽略細節(jié)。
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