C++的constexpr关键字怎么用？能优化什么？-C++-PHP中文网

C++的constexpr关键字怎么用？能优化什么？

尼克

发布： 2025-06-06 16:18:02

原创

111人浏览过

c++onstexpr 是 c++11 引入并在后续标准中增强的关键字，用于声明可在编译期求值的变量或函数。1. constexpr 变量必须在编译时确定值，如 constexpr int size = 10;，相比 const 更严格；2. constexpr 函数可在编译期执行，如 constexpr int square(int x) { return x * x; }；3. 它能减少运行时开销、提升类型安全性、支持模板元编程；4. 使用时应避免动态内存分配、io 操作等无法在编译期完成的操作。掌握 constexpr 能写出更高效、安全的 c++ 代码，尤其适用于性能敏感场景。

C++的constexpr关键字怎么用？能优化什么？

constexpr 是 C++11 引入的关键字，后来在 C++14、C++17 中进一步增强。它的主要作用是告诉编译器：这个变量或函数可以在编译期求值。用得好，不仅能提高性能，还能让代码更安全、更简洁。

什么是 constexpr 变量？

简单来说，constexpr 变量必须在编译时就能确定值，它本质上是一个常量表达式。

constexpr int size = 10;
int arr[size]; // 合法，因为 size 是编译时常量

登录后复制

相比 const，constexpr 更“严格”，因为它要求值必须能在编译期计算出来。例如：

立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；

const int a = rand(); // 运行时决定
constexpr int b = rand(); // 错误！不能在编译期确定

登录后复制

小贴士：如果你需要一个固定大小的数组、模板参数、枚举值等，优先考虑使用 constexpr。

constexpr 函数有什么用？

constexpr 也可以修饰函数，表示这个函数在某些输入下可以在编译期执行。

constexpr int square(int x) {
    return x * x;
}

constexpr int s = square(5); // 编译期计算为 25

登录后复制

只要传入的参数是常量表达式，结果也会在编译期算出来。否则就在运行时执行。这种“两用”特性很实用。

注意：从 C++14 开始，constexpr 函数可以包含局部变量、循环、条件判断等复杂逻辑，但返回值仍需满足常量表达式的要求。

能优化什么？怎么用才有效果？

减少运行时开销
把一些固定值提前计算好，比如数学常量、查找表、配置参数等。
```
constexpr double pi() { return 3.14159265358979323846; }
```
登录后复制

提升类型安全性
比如代替宏定义，避免命名污染和类型不明确的问题。

#define MAX_SIZE 100       // 宏没有类型信息
constexpr int MaxSize = 100; // 类型清晰，支持调试

登录后复制

支持模板元编程（TMP）
在模板中使用 constexpr 值作为非类型模板参数，能实现更灵活的泛型设计。
```
template <size_t N>
struct Buffer {
    char data[N];
};

Buffer<square(4)> buf; // 编译期确定大小为 16
```
登录后复制