C++中的 const和constexpr 比较
C++ const
与 constexpr
:真正的区别是什么?
一眼看都是定义常量。
为什么这很重要
现代 C++ 鼓励编写不可变、高效且表达力强的代码。两个关键字—const
和 constexpr
—是这一理念的核心。它们看起来很相似,但理解它们的不同语义,对于正确利用编译期与运行期行为至关重要。
高层次对比
特性 | const |
constexpr |
---|---|---|
编译期常量? | 可能 | 一定(否则编译报错) |
支持运行期? | 支持 | 支持(在需要时运行期求值) |
用于数组/模板参数? | 仅当确实是常量 | 保证可用 |
允许函数? | 仅限成员函数限定符 | 支持完整函数且可在编译期求值 |
1 声明不可变数据
const
:构造后不可变
const int runtimeConst = std::rand(); // 是 const,但不是编译期常量
当你只想禁止变量被修改,而不在意值是在编译期还是运行期确定的,const
就足够了。
constexpr
:必须在编译期已知
constexpr int arraySize = 10; int arr[arraySize]; // 始终合法
如果值需要参与要求编译期常量的上下文(如数组大小、模板参数、switch 标签等),你必须使用 constexpr
。
2 函数与方法
const
成员函数
class Widget { public: int value() const {/*…*/} // 保证不会修改 this 对象 };
它保护对象状态,但不提供编译期求值能力。
constexpr
函数
constexpr int square(int n) { return n * n; } static_assert(square(4) == 16, "编译期计算");
constexpr
函数在参数是常量表达式时可以在编译期执行,也可以在运行期使用。
3 常见陷阱
// 1. 编译通过:runtimeConst 只是 const const int runtimeConst = std::rand(); // 2. 编译失败:std::rand() 不是 constexpr constexpr int fails = std::rand();
记住:每个 constexpr
变量本质上都是 const
,但并非所有 const
都是常量表达式。
4 如何选择
- 需要强制编译期计算?使用
constexpr
- 需要不可变性但值可能在运行期确定?使用
const
- 不确定时偏向使用
constexpr
,编译器会提示你是否不合法
5 总结片段
constexpr int ctVal = 42; // 编译期常量 const int rtVal = std::rand(); // 运行期确定,但不可变
正确地选择 const
和 constexpr
能让你的 C++ 代码更安全、更高效、更具表达力。默认使用 constexpr
,当且仅当你明确知道值只能在运行期获取时才使用 const
。
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