constexpr和模板元编程是C++实现编译时计算的核心手段，其中constexpr自C++11起支持编译期函数求值，如阶乘计算可在编译时完成。
在C++中，实现编译时计算的核心手段是 constexpr 和 模板元编程。这两种机制允许程序在编译阶段完成数值计算、类型推导甚至复杂逻辑处理，从而提升运行时性能，减少冗余计算。
constexpr：现代C++的编译期常量计算
constexpr 是从 C++11 引入的关键字，用于声明可以在编译期求值的函数或变量。只要传入的参数是编译期常量，且函数体满足限制条件，constexpr 函数 就能在编译时执行。
例如，实现一个编译期阶乘：
constexpr int factorial(int n) {if (n return n * factorial(n - 1);
}
int main() {
constexpr int result = factorial(5); // 编译期计算，result = 120
return 0;
}
C++14 起放宽了 constexpr 的限制，允许使用循环、局部变量等更复杂的结构，使得编译期计算更加灵活。
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模板元编程：递归与特化实现编译期计算
在 constexpr 出现之前，C++ 主要依赖模板元编程（Template Metaprogramming）实现编译期计算。其核心是利用模板的递归实例化和特化机制，在类型层面完成计算。
仍以阶乘为例，使用类模板递归定义：
template
struct Factorial {
static constexpr int value = N * Factorial
};
template
struct Factorial {
static constexpr int value = 1;
};
int main() {
int arr[Factorial::value]; // 数组大小为 120，编译期确定
return 0;
}
模板通过递归实例化展开，在编译期构建出完整的计算结果。特化版本（如 Factorial）作为递归终止条件。
结合 constexpr 与模板实现通用编译期工具
现代 C++ 倾向于将 constexpr 与模板结合使用，既保留类型灵活性，又提升代码可读性。
例如，编写一个通用的编译期幂运算函数模板：
templateconstexpr T power(T base, int exp) {
T result = 1;
for (int i = 0; i result *= base;
}
return result;
}
static_assert(power(2, 10) == 1024, "Compile-time power check");
这里使用 static_assert 验证编译期计算结果，确保逻辑正确。
基本上就这些。constexpr 提供了直观、安全的编译期计算方式，而模板元编程则在需要类型操作或高度泛型时发挥优势。两者结合，能有效实现复杂的编译期逻辑。不复杂但容易忽略的是，确保所有输入为常量表达式，否则会退化为运行时计算。
