constexpr和consteval — C++ 20

标准库容器和算法库对constexpr 的应用

C++20 中大量的算法和容器可以使用constexpr,这意味着你甚至可以再编译期vector<int>进行排序

Algorithms library - cppreference.com

如下:

#include <iostream>
#include <ranges>
#include <vector>
#include <unordered_set>
#include <algorithm>
#include <format>constexpr int maxElement()
{std::vector myVec{1, 4, 5, 7, 23, 4};std::sort(myVec.begin(), myVec.end());return myVec.back();
}int main(int argc, char* argv[])
{constexpr int maxValue1 = []()-> int{std::vector myVec = {1, 2, 4, 3}; std::sort(myVec.begin(), myVec.end());return myVec.back();}(); //  immediately-invoked lambdastd::cout << maxValue1 << std::endl;constexpr int maxValue = maxElement();std::cout << std::format("maxElement: {}", maxValue);
}

• immediately-invoked lambda : 即调用函数表达式：先创建Lambda表达式，并不分配给任何闭包对象，然后它被( )调用

Transient Allocation (瞬时分配内存)

Transient Allocation: 编译期申请的内存也会在编译期释放

C++不支持 non-transient constexpr allocation:编译期申请的内存提升为静态在运行时继续使用

#include <iostream>
#include <ranges>
#include <vector>
#include <unordered_set>
#include <algorithm>
#include <format>
#include <memory>#include <memory>constexpr auto correctRelease() {auto* p = new int[2020];delete[] p;return 2020;
}constexpr auto forgottenRelease() { // (1)auto* p = new int[2020];return 2020;
}constexpr auto falseRelease() {     // (3)auto* p = new int[2020];delete p;                       // (2)return 2020;
}int main() {constexpr int res1 = correctRelease();// constexpr int res2 = forgottenRelease();// constexpr int res3 = falseRelease();}

注释掉的函数编译失败,因为内存没有成对的申请和释放

constexpr有个缺点:无法确定是在编译期还是运行时执行

#include <iostream>
#include <ranges>
#include <vector>
#include <unordered_set>
#include <algorithm>
#include <format>
#include <memory>#include <memory>constexpr int constexprFunction(int arg)
{return arg * arg;
}int main()
{static_assert(constexprFunction(10) == 100); // (1)int arrayNewWithConstExpressiomFunction[constexprFunction(100)]; // (2)constexpr int prod = constexprFunction(100); // (3)int a = 100;int runTime = constexprFunction(a); // (4)int runTimeOrCompiletime = constexprFunction(100); // (5) 编译期和运行时都可以执行
}

所以C++20 就有了 consteval,一定在编译期执行

consteval

只能在编译期执行

consteval int sqr(int n) {return n * n;
}

• 每次调用即时函数都会创建一个编译期常量

• 不能应用于析构函数,或者申请或释放内存的函数

• 满足constexpr的所有要求

consteval int sqr(int n) {return n * n;
}

• 每次调用即时函数都会创建一个编译期常量

• 不能应用于析构函数,或者申请或释放内存的函数

• 满足constexpr的所有要求