C++如何使用constexpr实现编译期计算

constexpr关键字用于声明编译期可求值的常量表达式，支持变量、函数和构造函数；示例中square、factorial函数在编译时计算结果；C++14起constexpr函数支持循环和局部变量；可结合模板实现通用编译期计算如power函数；编译期结果可用于数组大小和模板参数，提升性能与类型安全。

在C++中，constexpr 是一个关键字，用于声明可以在编译期求值的常量表达式。通过 constexpr，你可以在编译时完成计算，从而提升运行时性能、减少内存开销，并支持需要编译期常量的场景，比如数组大小、模板参数等。

constexpr 基本用法

你可以将变量、函数和构造函数标记为 constexpr，前提是它们满足在编译期可求值的条件。

示例：

编译期计算的典型应用

使用 constexpr 实现一些常见编译期计算，比如阶乘、斐波那契数列等。

立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；

constexpr int factorial(int n) {
  return (n <= 1) ? 1 : n * factorial(n - 1);
}
constexpr int fact5 = factorial(5); // 编译期得到 120

这个函数在 C++11 中是合法的，因为虽然递归，但结构简单，编译器能在编译期展开。

constexpr 与模板结合

结合模板可以实现更通用的编译期计算，比如类型无关的数学运算。

ViiTor实时翻译

AI实时多语言翻译专家！强大的语音识别、AR翻译功能。

116

查看详情

template <typename T>
constexpr T power(T base, int exp) {
  T result = 1;
  for (int i = 0; i < exp; ++i) {
    result *= base;
  }
  return result;
}
constexpr double d = power(2.5, 2); // 编译期计算 6.25

C++14 起允许在 constexpr 函数中使用局部变量和循环，大大增强了表达能力。

用于数组大小和模板参数

编译期计算的结果可以直接用于需要常量表达式的上下文。

constexpr int array_size = factorial(4); // 24
int arr[array_size]; // 合法：大小在编译期已知

template <int N>
struct FixedBuffer {
  char data[N];
};
FixedBuffer<square(3)> buf; // 使用 constexpr 函数作为模板参数

基本上就这些。只要函数逻辑清晰、输入是编译期常量，constexpr 就能帮你把计算提前到编译阶段，不复杂但容易忽略。合理使用能提升性能和类型安全。

以上就是C++如何使用constexpr实现编译期计算的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！