1. const 的局限性
const 修饰变量代表这个变量不能被修改，但它不一定是编译期常量,也就是说它不能区分编译期常量和运行期常量，它的值完全可以运行时才确定。
#include <iostream>
int get_runtime_val()
{return 666;
}
int main()
{const int c1 = 10;const int c2 = get_runtime_val();return 0;
}
- c1是字面量初始化，编译器可以识别为常亮，只读，允许运行时初始化。
- c2是运行调用get_runtime_val()得到，仅仅是运行时只读变量，不能用做数组大小、模板参数。
const修饰只读，运行时可以初始化；constexpr修饰编译期可求值，要求编译期阶段就能算出来。
2. constexpr修饰变量（c++11）
被constexpr修饰的变量，必须编译期就能得到结果。
其语法格式：
constexpr 类型 变量名 = 常量表达式;
constexpr int A = 20;
constexpr int B = A * 3 + 5;
int arr[A]; // 标准C++允许，编译期常量
int arr2[B]; //
// constexpr int C = get_num(); // 报错，get_num运行时调用，不是常量表达式
- constexpr变量初始化表达式，必须是常量表达式
- 不允许运行时函数返回初始化
- constexpr变量隐式带上const属性，不能修改
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3. constexpr 修饰函数（C++11 ~ C++17 变化）
C++11 constexpr 函数限制非常严格
- 函数里面只能有一条 return 语句；
- 不能有局部变量；
- 不能循环、if；
- 参数、返回值必须是字面值类型；
// C++11合法constexpr函数
constexpr int calc(int x)
{return x * x + 2;
}
int main()
{constexpr int res = calc(10); // 编译期计算 res = 102int arr[res]; // 数组大小int a = 5;int res2 = calc(a); // 也可以运行时调用，普通函数使用return 0;
}
constexpr 函数有双重能力：
- 如果传入常量表达式实参，则在编译期计算；
- 如果传入普通运行时变量，退化成普通函数，运行时执行。
C++14 放松 constexpr 函数限制
C++14：constexpr 函数允许局部变量、循环、if 分支，函数体内可以有多条语句。
// C++14 可以写循环
constexpr int factorial(int n)
{int ret = 1;for(int i = 2; i <= n; ++i){ret *= i;}return ret;
}
int main()
{constexpr int f5 = factorial(5); // 编译期算出120return 0;
}
C++17：constexpr if（编译期分支）
template<typename T>
void func(T t)
{if constexpr(sizeof(T) == 4){// 仅int等4字节类型编译这一段代码}else{// 其他类型编译这一段}
}
4. constexpr 修饰构造函数（常量表达式对象）
C++11 允许constexpr构造函数，可以在编译期构造对象。
要求：构造函数体内不能有复杂逻辑，成员全部常量初始化。
struct Point
{int x;int y;// constexpr构造函数constexpr Point(int a, int b) : x(a), y(b){}
};
int main()
{// 编译期就构造完成对象，不占用运行时constexpr Point p{10,20};static_assert(p.x == 10, "error"); //编译期断言，条件不满足直接编译报错，运行时无开销。return 0;
}
5. constexpr 与 const 总结
| 特性 | const | constexpr |
|---|---|---|
| 主要作用 | 只读保护 | 编译期求值 |
| 变量初始化 | 可以运行时初始化 | 必须常量表达式 |
| 修饰函数 | 不能修饰函数（C++ 前） | C++11 起支持编译期函数 |
| 数组大小 | 不一定可用 | 可以做编译期数组大小 |
| 对象 | 可以修饰运行时对象 | 可以编译期构造对象 |
| 是否隐式带 const | 是 | 是 |