C 20?新增兩個?const?相關(guān)的關(guān)鍵字后，你能分清楚這四個關(guān)鍵字嗎？

時間：2021-08-19 16:38:54

關(guān)鍵字： 5G abb

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[導讀]C20新增了兩個const相關(guān)的關(guān)鍵字，于是當前存在四個相似的關(guān)鍵字：const，constexpr，consteval和constinit。接下來分別來進行討論。第一，經(jīng)過const修飾的變量具有只讀屬性，并且初始化發(fā)生于運行期。也就是說，若一個變量定義之后不允許被修改，就應該...

C 20新增了兩個const相關(guān)的關(guān)鍵字，于是當前存在四個相似的關(guān)鍵字：const，constexpr，consteval和constinit。接下來分別來進行討論。

第一，經(jīng)過const修飾的變量具有只讀屬性，并且初始化發(fā)生于運行期。也就是說，若一個變量定義之后不允許被修改，就應該給它加上const。若在一個成員函數(shù)中不修改任何成員變量，就應該在成員函數(shù)后面加上const。

但是，它也可能發(fā)生于編譯期，例如以const int代替宏來定義數(shù)組大小。

第二，經(jīng)過constexpr修飾的變量或是函數(shù)，既保證只讀，又發(fā)生于編譯期。

然而，只有在參數(shù)是常量，和顯式地以其返回值來初始化一個編譯期常量時，它修飾的函數(shù)才會一定發(fā)生于編譯期。如：

 1#include?
 2
 3constexpr?int?sqr(int?n)?{
 4????return?n?*?n;
 5}
 6
 7
 8int?main()?{
 9
10??//?compile?time
11??static_assert(sqr(10)?==?100);
12
13??//?compile?time
14??int?array[sqr(10)];
15
16??//?compile?time
17??constexpr?int?res?=?sqr(10);
18
19??//?compile?time?or?run?time
20??int?tmp?=?sqr(10);
21
22??//?run?time
23??int?a?=?10;
24??int?tmp2?=?sqr(a);
25}

此處，最后兩個都可能發(fā)生于運行期。

第三，consteval用于創(chuàng)建一個immediate function（立即函數(shù)），immediate function的每次調(diào)用都會創(chuàng)建一個編譯期常量。

經(jīng)過該關(guān)鍵字修飾的函數(shù)會自動inline，這個函數(shù)中不能包含static數(shù)據(jù)，或是try、goto、new這種指令，也不能調(diào)用或使用非常量的函數(shù)與數(shù)據(jù)。

所以，簡單來說，經(jīng)過consteval修飾的函數(shù)必定會在編譯期解析。

一個小例子：

 1#include?
 2
 3int?sqr1(int?n)?{
 4????return?n?*?n;
 5}
 6
 7constexpr?int?sqr2(int?n)?{
 8????return?n?*?n;
 9}
10
11consteval?int?sqr3(int?n)?{
12????return?n?*?n;
13}
14
15
16int?main()?{
17
18??//constexpr?int?res1?=?sqr1(10);?//?error!?run?time
19??constexpr?int?res2?=?sqr2(10);?//?compile?time
20??constexpr?int?res3?=?sqr3(10);?//?compile?time
21
22??int?a?=?10;
23??int?res4?=?sqr1(a);?//?run?time
24??int?res5?=?sqr2(a);?//?run?time
25??//int?res6?=?sqr3(a);?//?error!?compile?time
26
27}

這里有三個版本的sqr函數(shù)，sqr1()無任何修飾，所以只能在運行期調(diào)用；sqr2()以constexpr修飾，可能發(fā)生于運行期，也可能發(fā)生于編譯期，取決于傳入的參數(shù)；sqr3()以consteval修飾，所以必定發(fā)生于編譯期。

因此，企圖用運行期函數(shù)(sqr1)的返回值來初始化編譯期常量，或是企圖用非常量作為參數(shù)去調(diào)用編譯期函數(shù)(sqr3)，都將以失敗告終。

第四，constinit可以確保變量初始化于編譯期，這些變量須得處于靜態(tài)存儲區(qū)或是線程存儲期。

靜態(tài)存儲區(qū)的變量，指的是全局變量、static變量或static成員變量；線程存儲區(qū)的變量，指的是以thread_local修飾的變量，就是和線程生命期綁定的局部變量。

舉個例子：

 1#include?
 2
 3constexpr?int?val1?=?100;
 4constinit?int?val2?=?100;
 5
 6
 7int?main()?{
 8
 9??//std::cout?<
10??std::cout?<"  val2?"?<'\n';
11
12??constexpr?auto?val3?=?100;
13??//constinit?auto?val4?=?100;?//?error
14??constinit?thread_local?auto?val5?=?100;
15}