【现代C++】常量求值

现代C++(特别是C++11及以后的版本)增强了对编译时常量求值的支持,包括constexpr函数、constinitconsteval关键字。这些特性允许在编译时进行更多的计算,有助于优化运行时性能并确保编译时的数据不变性。

1. constexpr - 编译时常量表达式

constexpr指示编译器尽可能在编译时求值。

cpp 复制代码
constexpr int factorial(int n) {
    return (n <= 1) ? 1 : (n * factorial(n - 1));
}

constexpr int val = factorial(5); // 编译时计算5的阶乘

void constexprExample() {
    static_assert(val == 120, "Factorial of 5 should be 120");
}

2. consteval - 强制编译时求值

C++20引入的consteval确保函数必须在编译时求值。

cpp 复制代码
consteval int square(int n) {
    return n * n;
}

constexpr int squaredVal = square(5); // 编译时计算5的平方

void constevalExample() {
    static_assert(squaredVal == 25, "Square of 5 should be 25");
    // int runtimeVal = square(6); // 错误:consteval函数必须在编译时求值
}

3. constinit - 确保静态和线程局部变量在编译时初始化

constinit确保变量在编译时初始化,但与constexpr不同,它不要求变量在其生命周期内都是常量。

cpp 复制代码
constinit static int staticVal = factorial(4); // 编译时计算4的阶乘

void constinitExample() {
    static_assert(staticVal == 24, "Factorial of 4 should be 24");
    // staticVal = 5; // 允许在运行时修改值
}

4. 编译时与运行时的区分

通过使用这些特性,开发者可以明确地指示哪些计算应该在编译时进行,哪些在运行时进行,提高代码的可预测性和效率。

cpp 复制代码
constexpr int compileTimeCalculation = factorial(5); // 编译时求值
int runtimeCalculation = factorial(5); // 运行时求值

void compileTimeVsRuntime() {
    static_assert(compileTimeCalculation == 120, "Compile-time and runtime results should match");
    std::cout << "Runtime calculation: " << runtimeCalculation << std::endl;
}
相关推荐
长潇若雪10 分钟前
结构体(C 语言)
c语言·开发语言·经验分享·1024程序员节
feilieren13 分钟前
leetcode - 684. 冗余连接
java·开发语言·算法
Peter44721 分钟前
-bash: ./my_rename.sh: /bin/bash^M: bad interpreter: No such file or directory
开发语言·bash
The Future is mine23 分钟前
Java根据word模板导出数据
java·开发语言
ChinaDragonDreamer24 分钟前
HarmonyOS:@Watch装饰器:状态变量更改通知
开发语言·harmonyos·鸿蒙
随便取个六字32 分钟前
C++学习:类和对象(二)
c++·学习
一颗甜苞谷36 分钟前
开源一款前后端分离的企业级网站内容管理系统,支持站群管理、多平台静态化,多语言、全文检索的源码
java·开发语言·开源
星夜孤帆37 分钟前
Java面试题集锦
java·开发语言
论迹44 分钟前
【Java】-- 接口
java·开发语言
DARLING Zero two♡44 分钟前
关于我、重生到500年前凭借C语言改变世界科技vlog.12——深入理解指针(2)
c语言·开发语言·科技·1024程序员节