"constexpr" 在 C++14 中

Question

因此，从 C++14 开始，constexpr 在 C++11 中的限制已经消失，例如 constexpr 函数中有新变量或循环。

并且最新版本的 GCC 和 Clang 编译器已经支持它们。

所以问题是... constexpr 函数是在编译期间计算的，而不是在执行期间计算的，只要作为参数传递给它的值是常量。所以我在下面编写的函数的结果应该在执行期间立即出现，对吗？但事实并非如此。

我的问题是：为什么会这样？我对 C++14 的 constexpr 功能有错误的理解吗？谢谢。

编辑：是的，我使用的是 -OO，这就是它不起作用的原因。但是设置 -O1 或更高的速度优化就可以了，程序会按预期执行。谢谢大家的回答。

#include <iostream>
#include <chrono>

constexpr long long addition(long long num)
{
    long long sum = 0;
    for (int i = 0; i <= num; i++)
    {
        sum += i;
    }

    return sum;
}

int main()
{
    auto start = std::chrono::steady_clock::now();
    //////////////////////////////////////////////

    std::cout << addition(500000000);  //500 mill //executes in 1.957 seconds

    ///////////////////////////////////////////////
    auto stop = std::chrono::steady_clock::now();
    auto dur = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(stop - start);
    std::cout << "\n\nIt took " << static_cast<double>(dur.count()) / 1000 << " seconds!";

    std::cin.get();
}

Answer 1

A constexpr function is computed during compile time and not during execution, as long as the value being passed to it as a parameter is a constant.

不，编译器可以自行决定这样做，就像 "pure" 函数不是 constexpr 一样。除非您在需要编译时常量的上下文中使用它，例如 constexpr 变量的初始化，或在数组绑定中使用（但要注意 VLA g++ 扩展）或作为非类型模板参数。对于这些情况，需要编译时评估。（这不是一个详尽的列表：还有其他上下文需要编译时常量，例如 switch case 标签，但是如何将 case 标签值发送到 cout？）

Answer 2

为了补充@Ben Voigt 的答案，这里有一个可以立即运行的实际工作示例：

#include <iostream>
#include <chrono>

constexpr long long addition(long long num)
{
    long long sum = 0;
    for (int i = 0; i <= num; i++)
    {
        sum += i;
    }

    return sum;
}

int main()
{
    auto start = std::chrono::steady_clock::now();
    //////////////////////////////////////////////

    constexpr auto res = addition(500000);
    std::cout << res;  //500 mill //executes in 0 seconds

    ///////////////////////////////////////////////
    auto stop = std::chrono::steady_clock::now();
    auto dur = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(stop - start);
    std::cout << "\n\nIt took " << static_cast<double>(dur.count()) / 1000 << " seconds!";

    std::cin.get();
}

Live Example。请注意，我必须从您的输入大小中去掉几个 0。您可以使用 -fconstexpr-steps=N 编译器选项（对于 Clang）进行调整。

"constexpr" 在 C++14 中

"constexpr" in C++14

c++

constexpr

c++11

c++14