C++常量表达式扩展，简单来说，就是让C++编译器在编译时能做更多的事情。这不仅能提升性能，还能让代码更安全，更强大。
解决方案C++11引入了
constexpr关键字，允许函数和变量在编译时进行求值。而后续的标准，如C++14、C++17、C++20，都在不断地扩展
constexpr的能力，使得编译期计算变得越来越强大。
使用
constexpr修饰的函数，如果其所有参数都是编译期常量，那么该函数就会在编译时执行，并将结果作为常量表达式使用。这对于生成查找表、进行静态检查等场景非常有用。
constexpr int factorial(int n) {
return n <= 1 ? 1 : n * factorial(n - 1);
}
int main() {
constexpr int result = factorial(5); // 编译时计算
int arr[result]; // result 是编译期常量，可以用来定义数组大小
return 0;
} C++14放宽了
constexpr函数的限制，允许函数包含更多的语句，比如循环和局部变量，这使得编译期计算可以处理更复杂的逻辑。
C++17引入了
constexpr if，允许在编译时根据条件选择不同的代码路径，这进一步增强了编译期计算的灵活性。
C++20引入了
consteval关键字，它强制函数必须在编译时求值。如果
consteval函数不能在编译时求值，则会导致编译错误。这为我们提供了一种更严格的方式来保证编译期计算。
consteval int square(int n) {
return n * n;
}
int main() {
constexpr int result1 = square(5); // OK: 编译时计算
int x = 5;
// int result2 = square(x); // Error: x 不是编译期常量
return 0;
}
为什么编译期计算如此重要？
编译期计算能带来性能提升，因为一些计算可以在编译时完成，避免了运行时的开销。此外，它还可以用于静态检查，提前发现潜在的错误，提高代码的安全性。
constexpr函数有哪些限制？早期C++标准对
constexpr函数的限制比较多，比如函数体只能包含一个
return语句。但随着标准的演进，这些限制逐渐放宽。不过，
constexpr函数仍然有一些限制，比如不能修改全局变量，不能使用
void返回类型（C++20之前）。 如何利用constexpr进行元编程？
constexpr函数可以用于实现编译期元编程，例如，可以使用
constexpr函数来生成类型列表、进行类型转换等。这为我们提供了一种强大的方式来操作类型，实现更灵活的代码。例如，可以使用
std::integer_sequence和
constexpr函数来生成编译期数组。
#include <iostream>
#include <array>
#include <utility>
template <size_t N, typename T, T start, T step>
constexpr std::array<T, N> generate_array() {
std::array<T, N> result{};
for (size_t i = 0; i < N; ++i) {
result[i] = start + static_cast<T>(i) * step;
}
return result;
}
int main() {
constexpr auto myArray = generate_array<5, int, 1, 2>();
for (int val : myArray) {
std::cout << val << " ";
}
std::cout << std::endl;
return 0;
} 以上就是C++常量表达式扩展 编译期计算增强的详细内容，更多请关注知识资源分享宝库其它相关文章！
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