将参数传递给 constexpr 函数

Question

我是编程新手，我开始使用 使用 C++ 编程原理和实践 来学习编程。今天我来这里是因为我在理解 constexpr 函数方面遇到了一些问题。在第 8 章中，作者用几行文字和一个使用这些词的简短示例介绍了它们：

A function represents a calculation, and sometimes we want to do a calculation at compile time. The reason to want a calculation evaluated by the compiler is usually to avoid having the same calculation done millions of times at run time.

We convey our intend to have a function evaluated at compile time by declaring the function as a constexpr function. A constepxr function can be evaluated at compile time just if it is given constant expressions as arguments.
constexpr double xscale = 10; // scaling factors 
constexpr double yscale = 0.8; 
constexpr Point scale(Point p) { return { xscale*p.x, yscale*p.y }; };
Assume that point is a simple struct with members x and y representing 2D coordinates. Now, when we give scale() a Point argument, it returns a point with coordinates scaled according to the factors xscale and yscale. For example:
void user(Point p1) {

Point p2{10,10}; 

Point p3 = scale(p1); 
Point p4 = scale(p2) // p4 == {100,8}

constexpr Point p5 = scale(p1); // error : scale(p1) is not a constant expression
constexpr Point p6 = scale(p2); // p6 == {100,8};

我的问题是：为什么我们可以使用 p2 作为 scale() 的参数？ p2 是否被视为常量表达式？ 如果是，为什么？

数据成员x和y可以被认为是常量表达式吗？

我的书没有提供太多信息，所以我在这个概念上遇到了一些问题。

Answer 1

基本上，constexpr 函数可以在编译时或运行时执行，具体取决于上下文。只有当它的所有参数都是 constexpr 并且它的结果在需要 constexpr 的上下文中使用时（例如，分配给 constexpr 值，模板参数，或者说，c 风格的数组大小）。否则，它会在运行时像任何其他函数一样被评估。因此 p3 和 p4 行在运行时执行，而 p5 给出错误，因为 scale(p1) 不是 constexpr，实际上 p6 也应该给你一个错误，除非你在 p2 的定义中添加 constexpr。请参阅示例 here。

Answer 2

为什么我们可以使用 p2 作为 scale() 的参数？

因为 scale() 被写入接受任何 Point 或隐式转换为 Point 的东西。在本例中，p2 的类型为 Point。因此，它可以用作 scale().

的参数

p2算常量表达式吗？如果是，为什么？

p2实际上声明为局部变量。当它用作：

constexpr Point p6 = scale(p2);

它的值是在运行时使用函数调用计算的，因此是一个错误。要使其正常工作，请删除 constexpr 关键字。如果您希望它与 constexpr 一起使用，请先将 p2 声明为 constexpr。

在以下情况下：

constexpr Point p5 = scale(p1);

p1 作为参数传递给 user()，可以有任何值，只能在运行时间知道，因此错误。

Answer 3

在我看来，它在书中有问题。看起来应该是

constexpr Point p2{10,10};

只有在这种情况下，任何现代编译器都不会 error on call

constexpr Point p6 = scale(p2); // p6 == {100,8};

那是因为你试图用函数的结果初始化 constexpr 变量，这将在运行时计算（如果 p2 未声明 [=12=]）。

将参数传递给 constexpr 函数

Passing arguments to constexpr functions

c++

constexpr