Constexpr变量评估

Question

这是我的代码，我需要说明发生了什么：

constexpr int funct(int x){
    return x + 1;
}


int main(){
    int x = funct(10);
    return 0;
}

constexpr's允许编译时计算，根据我上面的代码，由于funct被声明为constexpr，所以允许进行编译时计算如果参数是常量或 constexpr 本身。

我比较困惑的部分就在这部分，int x。既然没有声明为constexpr，是不是意味着int x会在运行时获取值？这是否意味着将其声明为 constexpr int x 将意味着 int x 将在编译时获得与 int x 不同的值？

Answer 1

这在很多方面取决于所讨论的编译器。可能发生什么样的优化等。但是，constexpr 本身并不启用编译时计算。

取此代码：

#include <cstdio>

constexpr int test(int in)
{
   return in + 25;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
   printf("Test: %u\n", test(5));
   printf("Two: %u\n", test(10));
}

在我的 x86_64 Gentoo box 上的 GCC 4.8.4 下，它实际上仍然对所谓的编译时间 "test" 进行了这两项调用。我使用的线路是

g++ -std=c++11 -Wall -g  -c main.cpp -o obj/Debug/main.o
g++  -o bin/Debug/TestProject obj/Debug/main.o

所以在上面的代码中，生成以下机器代码：

0x40061c    mov    edi,0x5
0x400621    call   0x400659 <test(int)>
0x400626    mov    esi,eax
0x400628    mov    edi,0x4006f4
0x40062d    mov    eax,0x0
0x400632    call   0x4004f0 <printf@plt>
0x400637    mov    edi,0xa
0x40063c    call   0x400659 <test(int)>
0x400641    mov    esi,eax
0x400643    mov    edi,0x4006fd
0x400648    mov    eax,0x0
0x40064d    call   0x4004f0 <printf@plt>

"test" 的 asm 块是：

0x400659    push   rbp 
0x40065a    mov    rbp,rsp
0x40065d    mov    DWORD PTR [rbp-0x4],edi
0x400660    mov    eax,DWORD PTR [rbp-0x4]
0x400663    add    eax,0x19
0x400666    pop    rbp
0x400667    ret

因此，正如您在那种情况下看到的那样，它似乎对 GCC 如何生成该代码几乎没有影响。即使你这样做，你仍然会得到运行时计算：

int value = test(30);
printf("Value: %u\n", value);

产生这个的地方（由于添加了更多代码，测试地址略有变化）：

0x40061c    mov    edi,0x1e
0x400621    call   0x40067a <test(int)>
0x400626    mov    DWORD PTR [rbp-0x4],eax
0x400629    mov    eax,DWORD PTR [rbp-0x4]
0x40062c    mov    esi,eax
0x40062e    mov    edi,0x400714
0x400633    mov    eax,0x0
0x400638    call   0x4004f0 <printf@plt>

但是，如果您将值本身声明为 constexpr，它确实会产生预期的结果：

constexpr int value = test(30);
printf("Value: %u\n", value);

关联代码为：

0x400623    mov    esi,0x37
0x400628    mov    edi,0x400714
0x40062d    mov    eax,0x0
0x400632    call   0x4004f0 <printf@plt>

所以基本上，如果您只是在方法声明前加上 constexpr，则不能保证编译时计算。您还需要将变量声明为 constexpr 并分配给它。进行这样的声明实际上需要编译器静态评估结果。如果您尝试这样做并且 "test" 未声明为 constexpr，GCC 实际上会对您大喊大叫：

main.cpp|10|error: call to non-constexpr function ‘int test(int)’|

Constexpr变量评估

Constexpr variable evaluation

c++

compile-time-constant

compile-time

constexpr