TLDR
修飾變量的時(shí)候，可以把 constexpr 對(duì)象當(dāng)作加強(qiáng)版的 const 對(duì)象：const 對(duì)象表明值不會(huì)改變，但不一定能夠在編譯期取得結(jié)果；constexpr 對(duì)象不僅值不會(huì)改變，而且保證能夠在編譯期取得結(jié)果。如果一個(gè) const 變量能夠在編譯期求值，將其改為 constexpr 能夠讓代碼更清晰易讀。
constexpr 函數(shù)可以把運(yùn)行期計(jì)算遷移至編譯期，使得程序運(yùn)行更快（但會(huì)增加編譯時(shí)間）。但如果 constexpr 函數(shù)中存在無(wú)法在編譯期求值的參數(shù)，則 constexpr 函數(shù)和普通一樣在運(yùn)行時(shí)求值，此時(shí)的返回值不是常量表達(dá)式。
1. 常量表達(dá)式和 constexpr
C++11 中引入了 constexpr 關(guān)鍵字。constexpr 是 const expression 的縮寫(xiě)，即常量表達(dá)式。
常量表達(dá)式是指值不會(huì)改變且編譯期可以得到結(jié)果的表達(dá)式。
1.1 特點(diǎn)
值不會(huì)改變（這一點(diǎn)和普通 const 一樣）
編譯期就能得到結(jié)果?。ㄆ胀?const 不一定保證）
1.2 使用場(chǎng)景
C++ 在一些場(chǎng)景下必須使用常量表達(dá)式，比如：
數(shù)組大小
整型模板實(shí)參（如 std::array<T, N> 的長(zhǎng)度參數(shù) N）
switch-case 中的 case 標(biāo)簽
枚舉量的值
對(duì)齊規(guī)格
1.3 常見(jiàn)的常量表達(dá)式
字面值（如 42）
用常量表達(dá)式初始化的 const 對(duì)象
一個(gè)對(duì)象（或表達(dá)式）是否是常量表達(dá)式取決于類型和初始值，如：
int i1 = 42;? ? ? ? ? // i1 不是常量表達(dá)式：初始值 42 是字面值，但 i1 不是 const 類型
const int i2 = i1;? ? // i2 不是常量表達(dá)式：初始值 i1 不是常量表達(dá)式
const int i3 = 42;? ? // i3 是常量表達(dá)式：用字面值 42 初始化的 const 對(duì)象
const int i4 = i3 + 1; // i4 是常量表達(dá)式：用常量表達(dá)式 i3 + 1 初始化的 const 對(duì)象
const int i5 = getValue(); // 如果 getValue() 是普通函數(shù)，則 i5 值要到運(yùn)行時(shí)才能確定，則不是常量表達(dá)式
1.4 constexpr 變量
上面的例子可以看出，不能直接判斷一個(gè) const 對(duì)象是否是常量表達(dá)式：例如 i4 是否是常量表達(dá)式取決于 i3 是否是常量表達(dá)式，而 i4 又可能用來(lái)初始化其他常量表達(dá)式。在復(fù)雜的系統(tǒng)中，很難一眼看出某個(gè) const 對(duì)象是否是常量表達(dá)式。
C++11 允許把變量聲明為 constexpr 類型，此時(shí)編譯器會(huì)保證 constexpr 變量是常量表達(dá)式（否則編譯報(bào)錯(cuò)）。換句話說(shuō)，只要看到 constexpr 類型的變量，則一定能夠在編譯期取得結(jié)果，可以用在需要常量表達(dá)式的場(chǎng)景。
int i1 = 42;
constexpr int i2 = i1; // constexpr 變量 'i2' 必須由常量表達(dá)式初始化。不允許在常量表達(dá)式中讀取非 const 變量 'i1'
constexpr int i3 = 42; // i3 是常量表達(dá)式
constexpr int i4 = i3 + 1; // i4 是常量表達(dá)式
constexpr int i5 = getValue(); // 只有 getValue() 是 constexpr 函數(shù)時(shí)才可以，否則編譯報(bào)錯(cuò)
1.5 constexpr 函數(shù)
constexpr 函數(shù)是指能用于常量表達(dá)式的函數(shù)。
需要強(qiáng)調(diào)的是，constexpr 函數(shù)既能用于要求常量表達(dá)式/編譯期常量的語(yǔ)境，也可以作為普通函數(shù)使用。
注意：constexpr 函數(shù)不一定返回常量表達(dá)式！
只有 constexpr 的所有實(shí)參都是常量表達(dá)式/編譯期常量時(shí)，constexpr 函數(shù)的結(jié)果才是常量表達(dá)式/編譯期常量。只要有一個(gè)參數(shù)在編譯期未知，那就和普通函數(shù)一樣，在運(yùn)行時(shí)計(jì)算。
constexpr int sum(int a, int b) {
? return a + b;
}
constexpr int i1 = 42;
constexpr int i2 = sum(i1, 52); // 所有參數(shù)都是常量表達(dá)式，sum 的結(jié)果也是常量表達(dá)式，在編譯期求值
int AddThree(int i) {
? return sum(i, 3); // i 不是常量表達(dá)式，此時(shí) sum 作為普通函數(shù)使用
}
為了能保證 constexpr 函數(shù)在編譯時(shí)能隨時(shí)展開(kāi)計(jì)算，constexpr 函數(shù)隱式內(nèi)聯(lián)。內(nèi)聯(lián)函數(shù)和 constexpr 函數(shù)不同于其他函數(shù)，允許定義多次，但要保證所有的定義一致。正因如此，內(nèi)聯(lián)函數(shù)和 constexpr 函數(shù)一般定義在頭文件中。
constexpr 限制
因?yàn)樾枰诰幾g期求值，所以 constexpr 函數(shù)有一些限制：返回類型和所有形參的類型必須是字面值類型（literal type）。除了內(nèi)置類型，用戶自定義的類也可以是字面值類型，因?yàn)樗臉?gòu)造函數(shù)和成員函數(shù)也可以是 constexpr 函數(shù)。
C++11 中 constexpr 函數(shù)還有一些額外限制（C++14 沒(méi)有這些限制）：
返回值類型不能是 void
函數(shù)體內(nèi)只能有且只有一條 return 語(yǔ)句（但可以用 ? : 三目運(yùn)算符和遞歸）
如果是類的成員函數(shù)，則為隱式 const 成員函數(shù)
1.6 使用 constexpr 的好處
編譯器可以保證 constexpr 對(duì)象是常量表達(dá)式（能夠在編譯期取得結(jié)果），而 const 對(duì)象不能保證。如果一個(gè) const 變量能夠在編譯期求值，將其改為 constexpr 能夠讓代碼更清晰易讀
constexpr 函數(shù)可以把運(yùn)行期計(jì)算遷移至編譯期，使得程序運(yùn)行更快（但會(huì)增加編譯時(shí)間）
對(duì)于常量表達(dá)式（編譯期值已知），編譯器可以進(jìn)行更多優(yōu)化，比如放到只讀內(nèi)存中。但這并不是 constexpr 特有的，有的 const 變量也是常量表達(dá)式
1.7 小結(jié)
修飾對(duì)象的時(shí)候，可以把 constexpr 當(dāng)作加強(qiáng)版的 const：const 對(duì)象只表明值不會(huì)改變，不一定能夠在編譯期取得結(jié)果；constexpr 對(duì)象不僅值不會(huì)改變，而且保證能夠在編譯期取得結(jié)果
constexpr 函數(shù)既可以用于編譯期計(jì)算，也可以作為普通函數(shù)在運(yùn)行期使用
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