C++ 为什么我们需要将函数标记为constexpr？

C++11允许使用

constepr

说明符声明的函数在常量表达式（如模板参数）中使用。对允许的内容有严格的要求

constexpr

；本质上，这样一个函数只封装一个子表达式，而不封装其他任何东西。（编辑：这在C++14中是宽松的，但问题仍然存在。）

为什么需要关键字呢获得了什么？

它确实有助于揭示接口的意图，但它通过保证函数在常量表达式中可用来验证该意图。编写

constexpr

函数后，程序员仍必须：

编写一个测试用例，或者确保它实际用于常量表达式中

记录哪些参数值在常量表达式上下文中有效

与揭示意图相反，使用

constexpr

装饰函数可能会增加错误的安全感，因为在忽略中心语义约束的情况下会检查相切的语法约束

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---

简言之：如果函数声明中的

constexpr

仅仅是可选的，会不会对语言产生不良影响？或者对任何有效的程序都有影响吗？

没有关键字，编译器无法诊断错误。编译器将无法告诉您该函数在语法上是无效的

constexpr

。虽然你说这会带来“虚假的安全感”，但我认为最好尽早发现这些错误。

我们可以不使用

constexpr

，但在某些情况下，这会使代码更简单、更直观。
例如，我们有一个类，它声明了一个具有某个引用长度的数组：

template<typename T, size_t SIZE>
struct MyArray
{
  T a[SIZE];
};

现在看看它与

constexpr

的关系：

template<typename T, size_t SIZE>
constexpr
size_t getSize (const T (&a)[SIZE]) { return SIZE; }

int a1[100];
MyArray<decltype(*a1), getSize(a1)> obj;

防止客户端代码期望超出您的承诺 假设我正在编写一个库，其中有一个函数当前返回一个常量：

awesome_lib.hpp

：

如果不需要

constexpr

，作为客户机代码的作者，您可能会离开并执行以下操作：

客户端应用程序cpp

：

#包括
#包括
std:：array my_array；//需要CT模板参数
int my_c_数组[f（）]；//需要CT阵列尺寸

然后，如果我将

f（）

更改为从配置文件返回值，您的客户机代码将被破坏，但我不知道我有破坏您的代码的风险。实际上，只有当您遇到一些生产问题并重新编译时，您才会发现这个额外的问题阻碍了您的重建

通过只更改

f（）

的实现，我就可以有效地改变接口的用法

相反，C++11以后的版本提供了

constexpr

，因此我可以指出，客户机代码可以对保持

constexpr

的函数有合理的期望，并且可以这样使用它。我知道并认可这种用法作为我的界面的一部分。就像在C++03中一样，编译器继续保证客户端代码不会依赖于其他非

constexpr

函数来防止上面的“不需要的/未知的依赖”场景；这不仅仅是文档，而是编译时强制执行

值得注意的是，这继续提供C++的趋势，为传统的预处理器宏的使用提供更好的替代方案（考虑代码< >定义f 4 < /C>），以及客户端程序员如何知道lib程序员是否认为它是公平的游戏来改变为“代码”>定义f配置（[ f ] ] /代码>，以其众所周知的“邪恶”。例如在语言的名称空间/类范围系统之外

为什么没有“显然”never const函数的诊断？ 我认为这里的混乱是由于

constepr

没有主动确保有任何一组参数的结果实际上是编译时常量：相反，它要求程序员对此负责（否则标准中的§7.1.5/5认为程序格式不正确，但不要求编译器发出诊断）。是的，这很不幸，但它没有删除上述

constexpr

实用程序

这样，也许有助于从“代码的什么地方> CONEXPRPR < /代码>的角度来考虑，“为什么我可以编译一个不能永远返回const值的代码< CONTXPRPR <代码>函数？” 答：因为需要进行详尽的分支分析，这种分析可能涉及任意数量的组合。诊断可能会在编译时和/或内存方面花费过多，甚至超出任何可想象的硬件的能力。此外，即使在实际情况下，也必须准确地诊断这种情况，这是一个全新的难题编译器编写者的rms（他们对自己的时间有更好的利用）。这也会对程序产生影响，例如从

constexpr

函数中调用的函数的定义需要在执行验证时可见（以及函数调用的函数等）

同时，缺少

constepr

继续禁止将其用作常量值：严格性在sans-

constepr

方面。如上文所示，这很有用

与非'const'成员函数的比较

• constepr

  防止

  int x[f（）]

  而缺少

  const

  则防止

  const x；x.f（）；

  -它们都确保客户端代码不会硬编码不需要的依赖关系

• 在这两种情况下，您不希望编译器自动确定

  const[expr]

  -ness：
  • 当您已经可以预见到一个

    const

    对象上的成员函数将演变为修改可观察值breaki时，您不会希望客户端代码调用该对象上的成员函数

    template<typename T, size_t SIZE>
    constexpr
    size_t getSize (const T (&a)[SIZE]) { return SIZE; }
    
    int a1[100];
    MyArray<decltype(*a1), getSize(a1)> obj;
    

    int i = 5;
    const int j = i; // ok, but `j` is not at compile time
    constexprt int k = i; // error
    

    inline int f() { return 4; }
    

    #include <awesome_lib.hpp>
    #include <array>
    
    std::array<int, f()> my_array;   // needs CT template arg
    int my_c_array[f()];             // needs CT array dimension