在C++編程語(yǔ)言中，constexpr關(guān)鍵字用于聲明在編譯時(shí)計(jì)算值的函數(shù)或變量，從而加快運(yùn)行時(shí)的代碼執(zhí)行速度。然而，在C++11標(biāo)準(zhǔn)中，constexpr存在一些限制。本文將介紹C++14中放寬的constexpr限制，并對(duì)其在現(xiàn)代C++編程中的影響進(jìn)行詳細(xì)分析。

什么是現(xiàn)代C++中的constexpr關(guān)鍵字？

constexpr關(guān)鍵字在C++11標(biāo)準(zhǔn)中引入了通用的constexpr函數(shù)。

constexpr <function_definition>

constexpr關(guān)鍵字用作函數(shù)的返回類(lèi)型說(shuō)明符，通過(guò)在編譯時(shí)進(jìn)行計(jì)算而不是運(yùn)行時(shí)，提高性能。

constexpr函數(shù)的返回值可以被用于需要常量表達(dá)式的操作，例如整數(shù)模板參數(shù)。

C++中放寬的constexpr限制有哪些？

C++11中，constexpr函數(shù)只能包含一個(gè)返回值的表達(dá)式。而C++14標(biāo)準(zhǔn)放寬了這個(gè)限制，使得constexpr函數(shù)更具表達(dá)性和實(shí)用性。

C++14標(biāo)準(zhǔn)允許constexpr聲明的函數(shù)包含以下內(nèi)容：

• 除了靜態(tài)或線(xiàn)程局部變量以及沒(méi)有初始化器的變量聲明之外的任何聲明。
• 條件分支語(yǔ)句if和switch。
• 包括基于范圍的for循環(huán)在內(nèi)的任何循環(huán)語(yǔ)句。
• 改變對(duì)象值的表達(dá)式，如果該對(duì)象的生命周期始于常量表達(dá)式函數(shù)內(nèi)部。包括對(duì)任何非常量constexpr聲明的非靜態(tài)成員函數(shù)的調(diào)用。

C++14中放寬的constexpr限制對(duì)編程的影響是什么？

C++14中放寬的constexpr限制提供了更多的編譯時(shí)計(jì)算能力，使得程序員能夠更靈活地在編譯時(shí)執(zhí)行復(fù)雜的操作。

constexpr函數(shù)可以包含多個(gè)if條件和返回語(yǔ)句，這使得編寫(xiě)更復(fù)雜的編譯時(shí)計(jì)算邏輯變得更加容易。

放寬了對(duì)非靜態(tài)成員函數(shù)的限制，非靜態(tài)constexpr成員函數(shù)可以修改類(lèi)成員，但只有在該對(duì)象的生命周期始于常量表達(dá)式的評(píng)估過(guò)程中才可以進(jìn)行修改。

C++14標(biāo)準(zhǔn)中不允許在放寬的constexpr函數(shù)中使用goto語(yǔ)句，這是為了保持編譯時(shí)計(jì)算的安全性和可靠性。

放寬的constexpr限制的例子：

在C++14及以上版本中，可以在函數(shù)中使用條件分支語(yǔ)句if和switch，如下所示：

#include <iostream>
constexpr int sw(char c) {
    if (c > 0) {
        switch (c) {
            case 'a': return 0;
            case 'g': return 50;
            case 'u': return 500;
        }
    }
}
int main() {
    constexpr int l = sw('a');
    std::cout << l << std::endl;
    return 0;
}

在C++14中，constexpr函數(shù)可以使用局部變量和循環(huán)，如下所示：

#include <iostream>
constexpr int sw(char c) {
    if (c > 0) {
        switch (c) {
            case 'a': return 0;
            case 'g': return 50;
            case 'u': return 500;
        }
    }
}
int main() {
    constexpr int l = sw('a');
    std::cout << l << std::endl;
    return 0;
}

在C++14中，constexpr函數(shù)可以在返回語(yǔ)句中使用多個(gè)if條件，例如：

#include <iostream>
constexpr char checksize(int x) {
    return x > 8 ? '+' : x < 8 ? '-' : '0';
}
int main() {
    constexpr char c = checksize(8);
    std::cout << c << std::續(xù)：
endl;
return 0;
}

這些例子展示了在C++14中放寬的constexpr限制所帶來(lái)的編程靈活性和便利性，使得編寫(xiě)更加高效和可維護(hù)的代碼成為可能。

總結(jié)

C++14中的放寬的constexpr限制使得編譯時(shí)計(jì)算更加強(qiáng)大和靈活，使得程序員能夠在編譯階段執(zhí)行更多的操作，提高程序性能和可維護(hù)性。

放寬的限制允許constexpr函數(shù)包含更多的語(yǔ)句和控制流結(jié)構(gòu)，使得編寫(xiě)復(fù)雜的編譯時(shí)計(jì)算邏輯變得更加容易和直觀。

然而，仍然需要注意在放寬的constexpr函數(shù)中遵守一些規(guī)則，例如不允許使用goto語(yǔ)句，并且對(duì)非靜態(tài)成員函數(shù)的修改有一定的限制。

通過(guò)充分利用C++14中放寬的constexpr限制，程序員可以更好地利用編譯時(shí)計(jì)算的優(yōu)勢(shì)，從而編寫(xiě)出更高效、可靠和可維護(hù)的代碼。