constexpr 可在编译期计算常量表达式,C++14 起支持循环与条件判断,提升运行时性能。

constexpr 是 C++11 引入的关键字,用于声明可以在编译期计算的常量表达式。从 C++14 开始,constexpr 的功能大幅增强,允许在编译期执行更复杂的逻辑,包括循环、条件判断等。合理使用 constexpr 能将计算提前到编译期,提升运行时性能。
定义一个在编译期可求值的变量或函数:
constexpr int square(int x) {
return x * x;
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}
int main() {
constexpr int val = square(5); // 编译期计算,val = 25
int arr[val]; // 合法:val 是编译期常量
return 0;
}
注意:调用 constexpr 函数时,若参数是编译期常量,则结果也在编译期计算;否则退化为普通函数调用。
C++11 中,constexpr 函数体内只能有一条 return 语句,且必须是常量表达式。C++14 放宽了这些限制:
constexpr int factorial(int n) {
int result = 1;
for (int i = 2; i
result *= i;
}
return result;
}
int main() {
constexpr int fact5 = factorial(5); // 编译期计算 120
return 0;
}
该函数在 C++14 及以后是合法的,支持循环和局部变量。
利用 constexpr 计算数组大小,常用于模板元编程或静态查找表:
constexpr int fib(int n) {
if (n
return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}
template
struct Fibonacci {
static constexpr int value = fib(N);
};
int main() {
int arr[Fibonacci::value]; // 数组长度为 55
return 0;
}
这里 Fibonacci::value 在编译期完成计算。
结构体或类也可以使用 constexpr 构造函数,在编译期创建对象:
struct Point {
constexpr Point(int x, int y) : x(x), y(y) {}
int x, y;
};
constexpr Point origin(0, 0); // 编译期构造
constexpr int dist_sq = origin.x * origin.x + origin.y * origin.y; // 0
只要构造函数和成员函数满足条件,即可用于常量表达式。
基本上就这些。掌握 constexpr 的使用,能有效提升程序效率,尤其在模板、容器大小、数学计算等场景中非常实用。注意编译器需支持相应 C++ 标准(推荐 C++14 以上)。
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