C++中的constexpr是什么？（如何实现编译期计算）

constexpr函数需满足：函数体符合标准要求（c++11仅单return，c++14+支持分支循环等）、参数为字面量类型且传入常量表达式、调用处于常量表达式上下文（如数组长度、模板参数），三者缺一不可。

constexpr 函数必须满足哪些条件才能真正编译期求值

不是标了 constexpr 就能在编译期运行——它只是“允许”编译器在常量表达式上下文中求值。真正在编译期执行，得同时满足：函数体足够简单（C++11 仅支持单个 return 表达式；C++14 起支持局部变量、循环、分支等）、所有参数都是字面量类型且传入的是常量表达式、调用发生在需要常量表达式的语境里（比如数组长度、模板非类型参数）。

常见错误现象：constexpr int f(int x) { return x * 2; } 定义合法，但 f(5) 在运行时调用就只是普通函数调用；只有像 int arr[f(5)]; 或 static_assert(f(5) == 10); 这类地方，才强制触发编译期计算。

• 参数必须是字面量类型（int、std::String_view（C++20）、自定义 constexpr 构造的类等），不能是 std::string 或带虚函数的类
• C++17 起支持 constexpr Lambda，但捕获变量必须是常量表达式
• 函数内不能有未定义行为（如除零、越界访问），否则即使没被调用也会导致编译失败

constexpr 变量和 const 变量到底差在哪

const 只保证运行时不修改，值可能来自运行时（比如 const int x = rand();）；而 constexpr 变量必须在编译期就能确定值，且隐含 const 属性。

使用场景差异明显：模板参数要求字面量，只能用 constexpr 变量；switch 的 case 标签也只接受常量表达式，const int x = 42; 不够，得写成 constexpr int x = 42;。

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• constexpr 变量定义时就必须初始化，且初始化器必须是常量表达式
• 指针可以是 constexpr，但所指对象不一定是编译期可知的（比如 constexpr int* p = &global_var; 合法，只要 global_var 是静态存储期且已定义）
• 对类成员用 constexpr，需确保构造函数和成员都满足字面量要求；C++20 起支持 constexpr new，但堆内存仍无法在编译期“存在”

为什么 constexpr if 能解决 SFINAE 的可读性问题

constexpr if（C++17）本质是编译期分支裁剪：条件为假的分支会被完全丢弃，不参与语法检查或实例化。这比传统 enable_if 模板重载更直接——后者靠编译器“试错”来排除非法重载，错误信息往往晦涩难懂。

常见错误现象：在 constexpr if 分支里写了非法代码（比如对非指针类型调用 ->size()），如果该分支未被选中，编译通过；一旦条件变真，立刻报错，定位清晰。

• 条件必须是常量表达式，不能是运行时变量（哪怕变量本身是 constexpr）
• 分支内声明的变量作用域仅限该分支，不会泄露到外层
• 不能用在函数参数默认值、基类列表等非语句上下文中

constexpr 构造函数容易忽略的限制点

类要成为字面量类型（literal type），才能用于 constexpr 上下文，而 constexpr 构造函数只是必要条件之一。很多开发者以为加了 constexpr 就万事大吉，结果发现对象还是不能当模板参数用。

关键在于：类的所有非静态成员必须是字面量类型；析构函数不能是用户定义的（C++20 前）；没有虚函数、虚基类；且构造函数体必须满足 constexpr 函数的所有约束（比如 C++11 中不能有 try/catch）。

• 聚合类（aggregate）天然支持 constexpr 初始化，不需要显式构造函数（如 Struct Point { int x, y; }; constexpr Point p{1, 2};）
• C++20 允许 constexpr 析构函数，但若析构函数中有运行时副作用（如 std::cout），则整个对象无法用于常量表达式
• 继承体系中，基类也必须是字面量类型，否则派生类的 constexpr 构造函数无效

最常被绕过的点：constexpr 不等于“编译期存在”，它只保证“可计算”，不代表对象内存布局或地址在编译期固定（除非用 consteval 强制）。别指望用 constexpr 挤掉所有运行时开销——它只是给你一把钥匙，开哪扇门还得看标准和编译器是否真把那扇门造出来了。