C constexpr型別說明符

常量表示式的值需要在編譯時就得到計算，因此對宣告constexpr時用到的型別必須有所限制。因為這些型別一般比較簡單，值也顯而易見、容易得到，就把它們稱為「字面值型別」（literal type）。

算術型別、引用和指標都屬於字面值型別。某些類也是字面值型別，它們可能含有constexpr函式成員。自定義類sales_item、io庫、string型別不屬於字面值型別。

儘管指標和引用可以定義成constexpr，但它們的初始值受到嚴格限制。乙個constexpr指標的初始值必須是nullptr、0或儲存於某個固定位址中的物件。

函式體內定義的變數一般來說並非存放在固定位址中，因此constexpr指標不能指向這樣的變數。定義於函式體外的物件其位址固定不變，能用來初始化constexpr指標。允許函式定義一類有效範圍超出函式本身的變數，如區域性靜態變數，這類變數和定義在函式體之外的變數一樣有固定位址，因此constexpr引用能繫結到這樣的變數上，constexpr指標也能指向這樣的變數。

聚合類

聚合類（aggregate class）允許利用者直接訪問其成員，並且具有特殊的初始化形式。聚合類滿足以下條件：

所有成員都是public的

沒有定義建構函式

沒有類內初始值

沒有基類，也沒有虛函式

怎麼理解呢？

首先，看來看去聚合類其實就是乙個c結構體；其次，聚合這個詞，應該是相對組合的，表明了成員和類之間的鬆散關係。

當乙個類是聚合類時，就可以使用初始值列表像下面這樣初始化了：

struct point;

point pt = ;

字面值常量類

前面講過constexpr函式，它的引數和返回值都必須是常量表示式。而常量表示式的最基本要素就是字面值型別。字面值型別除了包括算數型別，引用和指標以外，某些類也屬於字面值型別，c++11稱之為字面值常量類。主要包括兩種情況：

首先資料成員都是字面型別的聚合類就是一種。上面的point類就是乙個例子。我們可以這樣理解，字面值的聚合繼續具有字面值的特徵，這裡主要是編譯階段可以求值。

還有一種情況，雖然不是聚合類，但是只要滿足下面的條件，也是字面值常量類：

資料成員必須都必須是字面值型別。

類必須至少含有乙個constexpr建構函式。

如果乙個資料成員含有類內初始值，則初始值必須是常量表示式；如果成員屬於某種類，初始值必須使用該類的constexpr建構函式。

類必須使用析構函式的預設定義。

對於這幾個條件，作者這樣理解：

滿足條件1，就可以在編譯階段求值，這一點和聚合類一樣。

滿足條件2，就可以建立這個類的constexpr型別的物件。

滿足條件3，就可以保證即使有類內初始化，也可以在編譯階段解決。

滿足條件4，就可以保證析構函式沒有不能預期的操作。

constexpr建構函式

通過前置constexpr關鍵字，就可以宣告constexpr建構函式，同時：

除了宣告為=default或者=delete以外，constexpr建構函式的函式體一般為空，使用初始化列表或者其他的constexpr建構函式初始化所有資料成員。

struct point

constexpr point()

:point(0,0){}

int x;

int y;

};constexpr point pt = ;

這樣宣告以後，就可以在使用constexpr表示式或者constexpr函式的地方使用字面值常量類了。

關鍵字 constexpr 於 c++11 中引入並於 c++14 中得到改善。它表示常數表示式。與 const 相同，它可應用於變數，因此如果任何**試圖修改該值，均將引發編譯器錯誤。與 const 不同，constexpr 也可應用於函式和類建構函式。 constexpr 指示值或返回值是常數，並且如果可能，將在編譯時計算值或返回值。

constexpr float x = 42.0;
constexpr float y;
constexpr float z = exp(5, 3);
constexpr int i; // error! not initialized
int j = 0;
constexpr int k = j + 1; //error! j not a constant expression
constexpr int sz = size();         //重要！！！只有當size是乙個constexpr函式時，才是一條正確的宣告語句

一般來說，如果你認定變數是乙個常量表示式，那就把它宣告成為constexpr型別。

constexpr 函式是在使用需要它的**時，可以在編譯時計算其返回值的函式。當其引數為 constexpr 值並且在編譯時使用**需要返回值時（例如，初始化乙個 constexpr 變數或提供乙個非型別模板引數），它會生成編譯時常量。使用非constexpr 引數呼叫時，或編譯時不需要其值時，它將與正則函式一樣，在執行時生成乙個值。

遵循以下規定：（1）函式的返回型別以及所有形參的型別都得是字面值型別；（2）函式體中必須只有一條return語句。

#include using namespace std;
// c++98/03
templatestruct factorial
;template<> struct factorial<0>
;// c++11
constexpr int factorial(int n)
// c++14
constexpr int factorial2(int n)
int main()

**說明：

以上**演示了如何在編譯期計算3的階乘。

在c++11之前，在編譯期進行數值計算必須使用模板元程式設計技巧。具體來說我們通常需要定義乙個內含編譯期常量value的類模板（也稱作元函式）。這個類模板的定義至少需要分成兩部分，分別用於處理一般情況和特殊情況。

**示例中factorial元函式的定義分為兩部分：

當模板引數大於0時，利用公式 n!=n*(n-1)! 遞迴呼叫自身來計算value的值。

當模板引數為0時，將value設為1這個特殊情況下的值。

在c++11之後，編譯期的數值計算可以通過使用constexpr宣告並定義編譯期函式來進行。相對於模板元程式設計，使用constexpr函式更貼近普通的c++程式，計算過程顯得更為直接，意圖也更明顯。

但在c++11中constexpr函式所受到的限制較多，比如函式體通常只有一句return語句，函式體內既不能宣告變數，也不能使用for語句之類的常規控制流語句。

如factorial函式所示，使用c++11在編譯期計算階乘仍然需要利用遞迴技巧。

c++14解除了對constexpr函式的大部分限制。在c++14的constexpr函式體內我們既可以宣告變數，也可以使用goto和try之外大部分的控制流語句。

如factorial2函式所示，使用c++14在編譯期計算階乘只需利用for語句進行常規計算即可。

雖說constexpr函式所定義的是編譯期的函式，但實際上在執行期constexpr函式也能被呼叫。事實上，如果使用編譯期常量引數呼叫constexpr函式，我們就能夠在編譯期得到運算結果；而如果使用執行期變數引數呼叫constexpr函式，那麼在執行期我們同樣也能得到運算結果。

**第32行所演示的是在執行期使用變數n呼叫constexpr函式的結果。

準確的說，constexpr函式是一種在編譯期和執行期都能被呼叫並執行的函式。出於constexpr函式的這個特點，在c++11之後進行數值計算時，無論在編譯期還是執行期我們都可以統一用一套**來實現。編譯期和執行期在數值計算這點上得到了部分統一。

constexpr和指標

還記得const與指標的規則嗎？如果關鍵字const出現在星號左邊，表示被指物是常量；如果出現在星號右邊，表示指標本身是常量；如果出現在星號兩邊，表示被指物和指標兩者都是常量。

與const不同，在constexpr宣告中如果定義了乙個指標，限定符constexpr僅對指標有效，與指標所指物件無關。

const int *p     = 0; // non-const pointer, const data
constexpr int *q = 0; // const pointer, non-const data

與其它常量指標類似，const指標既可以指向常量也可以指向乙個非常量：

int j = 0;
constexpr int i = 2;
constexpr const int *p = &i; // const pointer, const data
constexpr int *p1 = &j; // const pointer, non-const data

參考：

C constexpr型別說明符

C constexpr型別說明符

auto型別說明符

auto型別說明符

C constexpr型別說明符

C constexpr型別說明符

auto型別說明符

auto型別說明符

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