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c++ - 真的需要 constexpr 吗？

coder 2023-06-02 原文

我一直在研究 C++ 的新 constexpr 功能，但我并不完全了解它的必要性。

例如下面的代码:

constexpr int MaxSize()
{
    ...

    return ...;
}

void foo()
{
    int vec[MaxSize()];
}

可以替换为:

int MaxSize()
{
    ...

    return ...;
}

static const int s_maxSize = MaxSize();

foo()
{
    int vec[s_maxSize];
}

更新

第二个示例实际上不是标准的 ISO C++(感谢一些用户指出这一点)，但某些编译器(例如 gcc)支持它。因此，使程序有效的不是 const，而是 gcc 支持这种非标准特性的事实。 (据我所知，这只有在数组被定义为函数或方法的本地时才有可能，因为在编译时仍必须知道全局数组的大小。)如果我在没有选项 -std= 的情况下编译c++98 -pedantic-errors，连代码

int MaxSize()
{
    return 10;
}

void foo()
{
    int vec[MaxSize()];
}

将使用 gcc 编译。

因此，我将尝试重新表述我的问题，同时考虑到目前收到的反馈(以及我在此期间完成的一些进一步阅读)。

我大量使用 const 关键字。使用 const 我可以定义一个在其整个生命周期内具有特定值的常量。可以使用任何表达式初始化常量，该表达式只计算一次，即在创建常量时。对于这些情况，我认为 constexpr 非常没用:它会引入一个非常小的优化，因为定义常量值的表达式将在编译时而不是运行时计算。每次我需要一个带有复杂初始化的运行时常量时，我​​都会使用关键字 const。

所以 constexpr 在我们需要在编译时初始化一个常量的情况下可能会派上用场。一个例子是 vector 定义:标准不支持在运行时定义大小。另一个例子是带有一个或多个非类型参数的模板。

在这种情况下，我通常使用宏:

#define MAX_SIZE (10)

void foo()
{
    int vec[MAX_SIZE];
}

但是，如果我理解正确的话，constexpr 函数比宏更强大，因为它们允许在其定义中递归调用 constexpr 函数。但是，我想不出任何实际应用中我曾经想使用如此复杂的计算来定义编译时常量。

因此，即使它可能是一个有趣的功能，我仍然想知道是否需要它(即它多久可以解决宏不够用的情况)。也许看看一些无法用宏解决的现实例子会帮助我改变这种看法。

最佳答案

int vec[s_maxSize]; 在第二个例子中实际上是非法的，所以这在 C++ 中是不可能的。但是你的第一个例子是完全合法的 C++0x。

这就是你的答案。你实际上不能做你在 C++ 中提出的建议。它只能在 C++0x 中使用 constexpr 来完成。

我还想指出，这段代码也适用于 C++0x。在 C++ 中执行此操作需要一些非常精美的类模板。

constexpr unsigned int gcd(unsigned int const a, unsigned int const b)
{
   return (a < b) ? gcd(b, a) : ((a % b == 0) ? b : gcd(b, a % b));
}

char vec[gcd(30, 162)];

当然，在 C++0x 中，您仍然必须使用三元运算符而不是 if 语句。但是，它可以工作并且仍然比您在 C++ 中强制使用的模板版本更容易理解:

template <unsigned int a, unsigned int b>
class gcdT {
 public:
   static unsigned int const value = gcdT<b, a % b>::value;
};

template <unsigned int a>
class gcdT<a, 0> {
 public:
   static unsigned int const value = a;

};

char vec[gcdT<30, 162>::value];

当然，在 C++ 中，如果您需要在运行时进行计算，您仍然必须编写 gcd 函数，因为模板不能与在运行时变化的参数一起使用.并且 C++0x 将有额外的优化提升，因为知道函数的结果完全由传入的参数决定，这是只能用 C++ 中的编译器扩展来表达的事实。

关于c++ - 真的需要 constexpr 吗？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/6016771/

ampconstexprcodeC++c++c++11

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