Question

如果我想拥有一个与宏具有相同功能的函数，即在编译时计算值，我可以使用constexpr函数吗？

例如，我是否可以用foo函数替换Foo宏，并且在以下所有情况下仍然可以获得编译时评估的结果：

#define FOO(x) (x + 2)

constexpr int foo(int x) {
    return x + 2;
}

void doSomething(int a) { ... }

int main() {
    int res1 = foo(3);
    doSomething(foo(4));
    const int res2 = foo(5);
    return 0;
}

Answer 1

对于C ++ 20，consteval在这里可能是您的朋友：

consteval int foo(int x) {
    return x + 2;
}

int main() {
    constexpr int r = foo(2);
}

Answer 2

就自己而言，constexpr函数不需要在编译时进行评估。但是，您可以通过将返回值分配给constexpr变量来强制对它们进行求值：

doSomething(foo(4)); // foo(4) not guaranteed to be evaluated at compile time
constexpr auto result = foo(4); // foo(4) _is_ guaranteed to be evaluated at compile time
doSomething(result):

此外，请注意有关宏的问题。宏定义与编译时间评估无关。它更类似于始终内联的函数。

Answer 3

无法检测是在运行时还是在编译时仅使用C ++本身对某些内容进行了评估，因此as-if rule允许编译器执行所需的操作。

什么都不会阻止编译器在运行时在宏中执行加法运算，也不会阻止编译器在编译时计算非constexpr函数（只要它不执行任何IO等）。）。这完全取决于优化设置和编译器的健全性。

通常，在未优化的构建中，constexpr函数在运行时执行，除非在需要编译时常量的上下文中使用返回值。这包括从中初始化一个constexpr变量，并且您的const int res2隐式变为constexpr，因为其初始值设定项是constexpr，因此foo(5)应该在编译时调用

在优化的构建中，可以期望编译器在编译时尽可能多地执行。（只要功能主体在当前翻译单元中可见，或者启用了链接时优化，功能甚至都没有constexpr。）

C ++ constexpr函数总是在编译时评估吗？

3 个答案: