constexpr (C++)

發行項
10/12/2023

關鍵字 constexpr 是在 C++11 中引進，並在 C++14 中改善。這表示 const ant 運算式 。如同 const ，它可以套用至變數：當任何程式碼嘗試將值修改 if 為 y 時，就會引發編譯器錯誤。不同于 const ， constexpr 也可以套用至函式和類別 const Ructor。 constexpr 表示值或傳回值是 const ant，而且可能的話，會在編譯時期計算。

constexpr只要需要整數， const 都可以使用整數，例如範本引數和陣列宣告。而且，在編譯時間計算值而不是執行時間時，它可協助您的程式執行速度更快，且使用較少的記憶體。

若要限制編譯時間 const ant 計算的複雜度，以及它們對編譯時間的潛在影響，C++14 標準要求 ant 運算式中的 const 類型必須是常值型別。

語法

constexprliteral-type ident if ier =const ant-expression;
constexprliteral-type ident if ier { const ant-expression } ;
constexprliteral-type ident if ier （ params ） ;
constexprctor （ params ）;

參數

params
一或多個參數，每個參數都必須是常值型別，而且本身必須是 const ant 運算式。

傳回值

constexpr變數或函式必須傳回常數值型別。

constexpr 變數

和 constexpr 變數之間的 const 主要 d if 遞迴是變數的 const 初始化可以延後到執行時間。 constexpr變數必須在編譯時期初始化。所有 constexpr 變數都是 const 。

當變數具有常值型別且初始化時，可以使用宣告 constexpr 變數。如果初始化是由 ructor 所依據 for ， const 則 ructor const 必須宣告為 constexpr 。
當符合這兩個條件時，可能會宣告 constexpr 參考：參考的物件是由 const ant 運算式初始化，而且在初始化期間叫用的任何隱含轉換也是 const ant 運算式。
變數或函式的所有宣告 constexpr 都必須具有 constexpr 規格 if ier。

constexpr float x = 42.0;
constexpr float y{108};
constexpr float z = exp(5, 3);
constexpr int i; // Error! Not initialized
int j = 0;
constexpr int k = j + 1; //Error! j not a constant expression

constexpr 函式

函 constexpr 式是一個函式，其傳回值在編譯期間可計算，當取用程式碼需要它時。取用程式碼需要在編譯階段傳回值來初始化 constexpr 變數，或提供非類型樣板引數。當其引數為 constexpr 值時，函 constexpr 式會產生編譯時間 const ant。當使用非 constexpr 引數呼叫，或在編譯時期不需要其值時，它會在執行時間產生值，例如一般函式。（這種雙重行為可讓您不必撰寫 constexpr 和非 constexpr 版本的相同函式。

函 constexpr 式或 const ructor 是隱含的 inline 。

下列規則適用于 constexpr 函式：

函 constexpr 式必須接受並只傳回常數值型別。
函 constexpr 式可以是遞迴的。
可以是 for e C++20、 constexpr 函式不可為虛擬，而且 const 當封入類別具有任何虛擬基類時，無法將 ructor 定義為 constexpr 。在 C++20 和更新版本中，函 constexpr 式可以是虛擬的。當您指定 if y /std:c++20 或更新版本的編譯器選項時，Visual Studio 2019 16.10 版和更新版本支援 constexpr 虛擬函式。
主體可以定義為 = default 或 = delete。
本文不能包含語句 goto 或 try 區塊。
非範本的 constexpr 明確特製化可以宣告為 constexpr ：
範本的 constexpr 明確特製化不一定是 constexpr ：

下列規則適用于 constexpr Visual Studio 2017 和更新版本中的函式：

它可能包含 if 和語句，以及所有迴圈語句，包括 for 、範圍型 for 、 while 和 do- while 。 switch
它可能包含區域變數宣告，但必須初始化變數。它必須是常數值型別，而且不能是 static 或執行緒區域。本機宣告的變數不需要為 const ，而且可能會變動。
constexprstatic 非成員函式不需要隱含 const 。

constexpr float exp(float x, int n)
{
    return n == 0 ? 1 :
        n % 2 == 0 ? exp(x * x, n / 2) :
        exp(x * x, (n - 1) / 2) * x;
}

提示

在 Visual Studio 偵錯工具中，偵錯非優化偵錯組建時，您可以藉由將中斷點放在編譯階段來判斷函式是否 constexpr 正在編譯階段進行評估。如果叫用中斷點，便已在執行階段呼叫此函式。否則便是在編譯時期呼叫函式。

Extern constexpr

/Zc：externConstexpr 編譯器選項會使編譯器將外部連結套用至使用 extern constexpr 所宣告的變數。在舊版的 Visual Studio 中，預設或當 /Zc：externConstexpr- 是規格 if ied 時 ，即使使用關鍵字，Visual Studio 仍會將內部連結套用至 constexpr 變數 extern 。從 Visual Studio 2017 Update 15.6 開始，可以使用 /Zc：externConstexpr 選項，且預設為關閉。 /permissive- 選項不會啟用 /Zc：externConstexpr 。

範例

下列範例顯示 constexpr 變數、函式和使用者定義型別。在中的最後一個語句 main() 中 constexpr ，成員函 GetValue() 式是執行時間呼叫，因為編譯時期不需要知道值。

// constexpr.cpp
// Compile with: cl /EHsc /W4 constexpr.cpp
#include <iostream>

using namespace std;

// Pass by value
constexpr float exp(float x, int n)
{
    return n == 0 ? 1 :
        n % 2 == 0 ? exp(x * x, n / 2) :
        exp(x * x, (n - 1) / 2) * x;
}

// Pass by reference
constexpr float exp2(const float& x, const int& n)
{
    return n == 0 ? 1 :
        n % 2 == 0 ? exp2(x * x, n / 2) :
        exp2(x * x, (n - 1) / 2) * x;
}

// Compile-time computation of array length
template<typename T, int N>
constexpr int length(const T(&)[N])
{
    return N;
}

// Recursive constexpr function
constexpr int fac(int n)
{
    return n == 1 ? 1 : n * fac(n - 1);
}

// User-defined type
class Foo
{
public:
    constexpr explicit Foo(int i) : _i(i) {}
    constexpr int GetValue() const
    {
        return _i;
    }
private:
    int _i;
};

int main()
{
    // foo is const:
    constexpr Foo foo(5);
    // foo = Foo(6); //Error!

    // Compile time:
    constexpr float x = exp(5, 3);
    constexpr float y { exp(2, 5) };
    constexpr int val = foo.GetValue();
    constexpr int f5 = fac(5);
    const int nums[] { 1, 2, 3, 4 };
    const int nums2[length(nums) * 2] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 };

    // Run time:
    cout << "The value of foo is " << foo.GetValue() << endl;
}

需求

Visual Studio 2015 或更新版本。

另請參閱

宣告和定義
 const