C++ 中的编译时函数是什么？

Question

我在这里（在 SO 上）搜索了这个问题，据我所知，所有问题都假设什么是编译时函数，但初学者几乎不可能知道那是什么意思，因为要知道的资源那是相当罕见的。

我找到了简短的 wikipedia article which shows how to write incomprehensible code by writing never-seen-before use of enums in C++, and a video，这是关于它的未来，但对此解释得很少。

在我看来，在C++中编写编译时函数有两种方式

constexpr
template<>

我已经对它们进行了简短的介绍，但我不知道它们是如何出现在这里的。

任何人都可以用一个足够好的例子来解释编译时函数，以便它包含它的大部分相关功能吗？

Answer 1

A "compile time function" 如您所见，所使用的术语不是 C++ 构造，它只是在编译时计算内容（因此，函数）的想法（与在 [=29= 时计算相反） ]time 或通过编译器外部的单独构建工具）。 C++ 以多种方式实现了这一点，您已经找到了其中两个：

模板确实可以用来计算任意东西，一组称为 "template metaprogramming" 的技术。这主要是偶然的，因为它们根本不是为此目的而设计的，因此疯狂的语法和与旧编译器的斗争。但在 C++03 及之前的版本中，这就是我们所拥有的。
constexpr 在看到编译时计算的需要后被添加到 C++11 中，并将它们带回到更理智的领域。从那以后，它的工具带一直在扩展，通过在正确的位置添加 constexpr，允许越来越多看起来正常的代码在编译时成为运行。

还可以提到宏元编程，Boost.Preprocessor就是一个很好的例子。但它比老式的模板元编程更古怪和神秘，所以如果你有选择的话你可能不想使用它。

Answer 2

如您所述，在 cpp 中，有两种在编译时评估代码的方法 - constexpr 函数和 template 元编程。

这些解决方案之间存在一些差异。 template 选项较旧，因此得到更广泛的编译器支持。另外 templates 保证在编译时进行评估，而 constexpr 有点像内联 - 它只建议编译器可以在编译时进行工作。对于 templates，参数通常通过模板参数列表传递，而 constexpr 函数将参数作为常规函数（它们实际上是）。 constexpr 函数更好，因为它们可以在运行时作为常规函数调用。

现在是相似之处 - 必须可以在编译时评估它们的参数。因此它们必须是文字或其他编译时函数的结果。

说了这么多让我们来看看编译时max函数：

template<int a, int b>
struct max_template {
    static constexpr int value = a > b ? a : b;
};

constexpr int max_fun(int a, int b) {
    return a > b ? a : b;
}

int main() {
    int x = 2;
    int y = 3;
    int foo = max_fun(3, 2); // can be evaluated at compile time
    int bar = max_template<3, 2>::value; // is surely evaluated at compile time
//  won't compile without compile-time arguments  
//  int bar2 = max_template<x, y>::value; // is surely evaluated at compile time
    int foo = max_fun(x, y); // will be evaluated at runtime
    return 0;
}

C++ 中的编译时函数是什么？

What is compile time function in C++?

c++

templates

constexpr

compile-time