我对 constexpr 函数感到困惑？

Question

在 C++ Primer 中，第五版，§6.5.2：

A constexpr function is defined like any other function but must meet certain restrictions: The return type and the type of each parameter in must be a literal type (§2.4.4, p. 66), and the function body must contain exactly one return statement

但本章（第239页）中的另一句话：

A constexpr function is permitted to return a value that is not a constant
// scale(arg) is a constant expression if arg is a constant expression
constexpr size_t scale(size_t cnt) { return new_sz() * cnt; }

这是一个矛盾的总结吗？我对此感到困惑。
scale的return类型是文字类型？
更新：文字类型和常量有什么区别？

Answer 1

constexpr 什么都不做，只是告诉编译器该值在编译时就存在，因此您可以将其用作模板参数（例如）

int a1 = 5;
std::array<int, a1> arr1; // error, a is variable

const int a2 = 5;
std::array<int, a2> arr2; // OK

int f1() { return 3; }
std::array<int, f1()> arr3; // error, compiler doesn't know it is const 3

constexpr int f2() { return 3; }
std::array<int, f2()> arr4; // OK

以后您还可以：

constexpr int f3() { return f1() + 1; } // error, f1 is not constexpr

constexpr int f4() { return f2() + 1; } // OK
std::array<int, f4()> arr5; // OK

现在关于文字类型限制：函数参数和结果类型应该是文字类型 (Need clarification on definition of literal type)，与模板参数应用的限制完全相同（在编译类型中已知）。

constexpr std::string f5() { return "hello"; } // error, 
                   // std::string is not literal type

constexpr const std::string& f6() { 
  static const std::string s = "hello";
  return s;
}

template<const std::string& s> SomeClass { ... };
SomeClass<f6()> someObject;

Answer 2

这并不矛盾。除了强制 return 类型必须是 "literal type" 之外，标准草案还规定对 constexpr 函数的调用不必出现在常量表达式中。来自 C++11 标准草案：

§7.1.5/7 A call to a constexpr function produces the same result as a call to a equivalent non-constexpr function in all respects except that a call to a constexpr function can appear in a constant expression.

Answer 3

首先，我认为作者的意思是 constexpr 函数不必产生 constant expression，这是一个可以计算的表达式在编译时。

constexpr 函数只会产生一个 常量表达式 如果函数的参数也是 常量表达式 并且后面的注释说正是这样：

// scale(arg) is a constant expression if arg is a constant expression

紧随其后的示例也证明了这种行为：

int arr[scale(2)]; // ok: scale(2) is a constant expression
int i = 2; // i is not a constant expression
int a2[scale(i)]; // error: scale(i) is not a constant expression

在 C++ 中（相对于 C99）因为数组大小必须是一个 常量表达式 所以最后一种情况是一个错误因为scale 的参数不是常量表达式。

这与函数的 return 类型的概念不同，后者必须是 literal type，它是以下任何一种：

void(since c++14)（因此 constexpr 函数可以 return void）
标量类型，包括算术类型、枚举类型、指针类型、指向成员类型的指针，std::nullptr_- t 和这些类型的 cv 限定版本）
引用类型
文字类型数组
class 具有以下所有属性的类型：
- 有一个普通的析构函数，
- 是
  - 聚合类型
  - 一种至少有一个不是复制或移动构造函数的 constexpr（可能是模板）构造函数的类型
- 所有非静态数据成员和基础 classes 都是非易失性文字类型。

我对 constexpr 函数感到困惑？

I am confused about a constexpr function?

c++

constexpr

c++11