常量表达式是指什么（c语言中常量表达式是什么意思）

C++11有许多改善特性，使得程序可以运行的更快。其中之一就是常量表示式，令程序可以重复利用编译期计算。如果你熟悉模板元编程，常量表示式看起来像一种令你更方便工作的工具。如果你不熟悉模板元编程，没有任何关系，常量表示式使得你更容易利用编译期计算能力。

常量表示式的基本思想是让确定可计算结果在编译期进行计算（就是代码被编译的时候），而不是程序运行的时候。这有一个明显的性能功率提升：如果一些工作可以在编译器完成，他只要计算一次，而不是每次运行驶路程序的过程中，都计算一次。假设咱们需要计算特定值的sin或者cos，当然你可以使用库函数进行计算，但是你付出的代价就是，运行期函数调用。使用常量表示式，你可以创建一个函数，在编译期为你计算这个值。

基本使用方法为了在编译期处理，你需要使用constexpr关键字：

常量表示式的另一大用处，你可以在原来使用的宏的地方，用这个函数代替。例如，你想要定义一个函数，基于一个乘子计算数组的长度。在之前的C++版本，你只能为此创建一个宏或者使用模板元编程的方式，因为不能使用函数调用的结果声明数组的长度。但是使用常亮表示式，你可以在数组声明的地方调用constexpr函数：

constexpr函数的限制一个constexpr函数有一些非常严格的限制：

只能由一个return语句组成（有几个例外）

只能调用其他constexpr函数

只能引用constexpr全局变量

注意，递归是没有被限制的。你如何在只由一个return语句组成的函数里使用递归呢？可以使用三元操作符（冒号问号操作符）。例如，下面是一个计算阶乘函数：

现在，你可以使用factorial(2)，编译器在看到这个调用的时候，就会在编译期计算它。通过这种方式，constexpr可以进行更发杂的运算，constexpr函数表现的也跟纯粹的inline函数不一样，inline函数不允许递归！

constexpr函数中还可以做什么？

constexpr函数只能有一行可执行代码，但是它还可以包含其他内容：类型定义（typedef），using声明，指令（directive），静态断言（static_assert）。

constexpr和运行时一个函数被constexpr修饰，它仍然可以在运行时被调用，此时函数参数不是常量：

这意味着，你不需要为编译期和运行时分别定义函数。

编译期对象因为constexpr函数引用的任何变量都一定是constexpr的，那怎么才能利用对象呢？例如，怎么使用一个圆对象？

然后你希望可以像下面那样编译器获得圆对象，并且计算它的面积：

说实话，仅仅需要对Circle类做一些简单的改动，你就可以这样做。首先，咱们需要声明构造函数为constexpr，然后，咱们需要声明getArea函数为constexpr。将构造函数声明为constexpr，允许他在编译器运行，前提是他只包含初始化列表，且初始化使用其他constexpr构造函数。

constexpr 对比 const如果你将一个成员函数声明为constexpr，他也被认为是const的。（很明显，constexpr必定const，因为constexpr函数不能改写对象。）如果你将一个变量声明为constexpr，他也被认为是const的。但是反过来，都不成立。

constexpr和浮点数到目前为止，咱们看到的constexpr功能都可以用模板元编程的方式实现（虽然非常的复杂）。但是，使用constexpr有一个全新的能力，编译期计算浮点数。因为，无类型参数模板不支持浮点数，你很难使用模板元编程的方法在编译期计算浮点数。

另外C++长期因相当长的编译期时耗而备受诟病；constexpr是个高效的工具，但是他另外引入了编译期时耗。然而，有一些內建的特性可以优化这种时耗。首先，因为constexpr函数总是返回一样的输出值，他们可以被持久化，事实上GCC已经支持了memoization特性。

因为constexpr函数可以被持久化，用constexpr代替模板元编程，性能上不会更糟糕，而且易读性更有提升。再算上模板大量实例化的时耗的话，constexpr的性能反而更好。

最后，C++11标准允许编译器限制constexpr函数的最大递归（最少支持512层）。这一约束，防止的极端情况下的严重性能损耗。