const vs constexpr trên các biến

Có sự khác biệt giữa các định nghĩa sau đây?

const     double PI = 3.141592653589793;
constexpr double PI = 3.141592653589793;

Nếu không, phong cách nào được ưa thích trong C ++ 11?

Tôi tin rằng có một sự khác biệt. Hãy đổi tên chúng để chúng ta có thể nói về chúng dễ dàng hơn:

const     double PI1 = 3.141592653589793;
constexpr double PI2 = 3.141592653589793;

Cả hai PI1và PI2là hằng số, có nghĩa là bạn không thể sửa đổi chúng. Tuy nhiên chỉ PI2 là một hằng số thời gian biên dịch. Nó sẽ được khởi tạo tại thời gian biên dịch. PI1có thể được khởi tạo tại thời gian biên dịch hoặc thời gian chạy. Hơn nữa, chỉ PI2 có thể được sử dụng trong ngữ cảnh yêu cầu hằng số thời gian biên dịch. Ví dụ:

constexpr double PI3 = PI1;  // error

nhưng:

constexpr double PI3 = PI2;  // ok

và:

static_assert(PI1 == 3.141592653589793, "");  // error

nhưng:

static_assert(PI2 == 3.141592653589793, "");  // ok

Bạn nên sử dụng loại nào? Sử dụng bất cứ điều gì đáp ứng nhu cầu của bạn. Bạn có muốn đảm bảo rằng bạn có hằng số thời gian biên dịch có thể được sử dụng trong các ngữ cảnh yêu cầu hằng số thời gian biên dịch không? Bạn có muốn khởi tạo nó với một tính toán được thực hiện trong thời gian chạy không? Vân vân.

Không có sự khác biệt ở đây, nhưng nó quan trọng khi bạn có một loại có hàm tạo.

struct S {
    constexpr S(int);
};

const S s0(0);
constexpr S s1(1);

s0là một hằng số, nhưng nó không hứa sẽ được khởi tạo tại thời gian biên dịch. s1được đánh dấu constexpr, vì vậy nó là một hằng số và, bởi vì hàm tạo của nó Scũng được đánh dấu constexpr, nó sẽ được khởi tạo tại thời gian biên dịch.

Chủ yếu là vấn đề này khi khởi tạo trong thời gian chạy sẽ tốn thời gian và bạn muốn đẩy công việc đó lên trình biên dịch, nơi nó cũng tốn thời gian, nhưng không làm chậm thời gian thực hiện của chương trình được biên dịch

constexpr chỉ ra một giá trị không đổi và được biết đến trong quá trình biên dịch.
const chỉ ra một giá trị không đổi; nó không bắt buộc phải biết trong quá trình biên dịch.

int sz;
constexpr auto arraySize1 = sz;    // error! sz's value unknown at compilation
std::array<int, sz> data1;         // error! same problem

constexpr auto arraySize2 = 10;    // fine, 10 is a compile-time constant
std::array<int, arraySize2> data2; // fine, arraySize2 is constexpr

Lưu ý rằng const không cung cấp bảo đảm giống như constexpr, vì các đối tượng const không cần phải được khởi tạo với các giá trị được biết trong quá trình biên dịch.

int sz;
const auto arraySize = sz;       // fine, arraySize is const copy of sz
std::array<int, arraySize> data; // error! arraySize's value unknown at compilation

Tất cả các đối tượng constexpr là const, nhưng không phải tất cả các đối tượng const là constexpr.

Nếu bạn muốn trình biên dịch đảm bảo rằng một biến có một giá trị có thể được sử dụng trong các ngữ cảnh yêu cầu các hằng số thời gian biên dịch, công cụ để tiếp cận là constexpr chứ không phải const.

Một constexpr liên tục mang tính biểu tượng phải nhận được một giá trị được biết đến tại thời gian biên dịch. Ví dụ:

constexpr int max = 100; 
void use(int n)
{
    constexpr int c1 = max+7; // OK: c1 is 107
    constexpr int c2 = n+7;   // Error: we don’t know the value of c2
    // ...
}

Để xử lý trường hợp giá trị của một “biến” được khởi tạo với một giá trị không được biết đến tại thời gian biên dịch nhưng không bao giờ thay đổi sau khi khởi tạo, C ++ cung cấp một hình thức thứ hai của hằng số (một const ). Ví dụ:

constexpr int max = 100; 
void use(int n)
{
    constexpr int c1 = max+7; // OK: c1 is 107
    const int c2 = n+7; // OK, but don’t try to change the value of c2
    // ...
    c2 = 7; // error: c2 is a const
}

Các biến const const như vậy rất phổ biến vì hai lý do:

1. C ++ 98 không có constexpr, vì vậy mọi người đã sử dụng const .
2. Mục danh sách Biến biến không phải là biểu thức không đổi (giá trị của chúng không được biết tại thời điểm biên dịch) nhưng không thay đổi giá trị sau khi khởi tạo tự chúng rất hữu ích.

Tham khảo: "Lập trình: Nguyên tắc và thực hành sử dụng C ++" của Stroustrup