C++

Question

我最近在使用 constexpr，但我才意识到我用错了。我很好奇我是否可以创建一个编译时变量（或变量对象）。
来自 cppreference.com 的 constexpr 定义告诉我们：

The constexpr specifier declares that it is possible to evaluate the value of the function or variable at compile time.

为什么下面的代码不正确？

#include <iostream>

int main()
{
    constexpr int x = 30;
    x += 10;
    std::cout << x;
}

这个整数可以在编译时完美求值。我知道编译器可以在没有 constexpr 修饰符的情况下优化这样的变量，但是如果我想要一个编译时对象怎么办？

#include <iostream>

class ctFoo {
public:
    ctFoo()
        : value{ 0 }
    {
    }
    int accumulate(int value_) {
        return (value += value_), value;
    }
    int value;
};

int main()
{
    ctFoo foo;
    std::cout << foo.accumulate(100);
}

我有什么把握，这段代码将在编译时求值？我问这个，因为我目前正在写一些 Vector2 和 Vector3 数学，我想创建这样的实现，它将能够处理编译时和运行-time 计算。有可能吗？
谢谢

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正如 max66 指出的那样，constexpr 意味着 const，但我要问：为什么这样？现代编译器应该能够在编译时推断出它的价值。另外，我知道我可以简单地创建另一个 constexpr 常量（广告。最上面的代码示例），但我的问题涉及更复杂的代码。

Answer 1

您需要继续阅读：

A constexpr specifier used in an object declaration implies const.

您无法更改 constexpr，这就是您能够在常量表达式中使用它的全部意义所在。

接下来要考虑的是您似乎混合了两种不同的上下文。我毫不怀疑编译器将能够完全优化您的最后一个示例，但那是 constexpr 所做的其他事情。关键字表示它所表示的可以在编译时进行评估，但不一定如此。因此，您可以编写一个 constexpr 函数，其中的所有内容都可能在编译时进行评估，并且仍然可以在运行时运行。

只有当您处于编译时上下文中时，您才能真正拥有可以在编译时评估的对象（因此没有优化器）并且您可以修改。例如，您在 constexpr 函数中处于这样的上下文中：

constexpr int foo() {
    int a = 10;
    ++a; // I can modify a.
    return a;
    // even if I did this: int Array[foo()];
}

但是你在一个普通的函数中没有这样的能力，语言就是不允许。

所以，回答你的问题：

What certainty I have, that this code will be evaluated in compile-time?

您没有，因为您没有使用 constexpr。即便如此，如果您在不需要编译时评估的地方调用 constexpr 函数，该函数可能会在运行时间被调用，

Is it even possible?

当然，如前所述，您创建了一个 constexpr 函数，如果需要，它将在编译时进行评估。

Answer 2

So why is following code incorrect?

#include <iostream>

int main()
{
    constexpr int x = 30;
    x += 10;
    std::cout << x;
}

constexpr 表示 const。您需要将其限制在 constexpr 上下文中：

constexpr int foo() {
    int x = 30;
    x += 10;
    return x;
}

But what if I want to have a compile-time object?

#include <iostream>

class ctFoo {
public:
    ctFoo()
        : value{ 0 }
    {
    }
    int accumulate(int value_) {
        return (value += value_), value;
    }
    int value;
};

给它constexpr支持：

constexpr ctFoo() : value{ 0 }

constexpr int accumulate(int value_) {
    value += value_;
    return value;
}

您现在拥有的保证是，如果您的 ctFoo 对象是常量表达式，并且您在 constexpr 上下文中调用 accumulate，如 foo 函数示例，然后你可以在编译时使用结果。例如：

constexpr int foo() {
    ctFoo f;
    f.accumulate(10);
    return f.value;
}

static_assert(foo() == 10);

或：

constexpr void accumulate(ctFoo& f) {
    f.accumulate(10);
}

constexpr int foo() {
    ctFoo f;
    accumulate(f);
    return f.value;
}

static_assert(foo() == 10);

这里要记住的关键是运行时评估也是一个选项。如果我将某些 ctFoo 的 value 设置为运行时值（例如，用户输入），那么 accumulate 调用不可能在编译时发生。但这没关系 - 相同的代码在两种情况下都有效。

C++ - 我可以创建编译时变量对象吗？

C++ - Can I create compile-time variable object?

variables

compile-time

constexpr

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