如何判断表达式是在编译时还是运行时计算的?

How to tell if expression is evaluated at compile time or runtime?

本文关键字：运行时 计算 编译 判断 表达式 何判断      更新时间：2023-10-16

我有一个相当大的 Map 对象，我想有一个单独的列表来排序键。这将在我的poject的许多其他源文件中使用。

问题是关于我如何知道何时十一提/定义是编译时作业。如果是这种情况，我应该在哪里查找？我的意思是怎么分辨？

在下面的示例中，源文件中的列表是编译时作业还是在运行时发生？

另外，有没有办法在编译时进行排序操作？

// global.h    
extern QMap<int, QString> G_MAP;
extern QList<int> G_MAP_SKEYS_SORTED; 
// global.cpp
QMap<int, QString> G_MAP = { /* some hand filled (static) data */ };
QList<int> G_MAP_SKEYS_SORTED = G_MAP.keys();
// main.cpp
int mian() {
// Somewhere I do the sort
std::sort(G_ListRegistersSorted.begin(), G_ListRegistersSorted.end());
}

如果将结果分配给constexpr变量、在static_assert或noexcept语句中使用或用作模板参数，则在编译时计算表达式。这称为 constexpr 上下文。

例如：

// Function which can calculate the fibbonacci sequence at compiletime
constexpr int fib(int n) {
if(n == 0 || n == 1) return n;
return fib(n - 1) + fib(n - 2); 
}
int main() {
// This one is calculated at compiletime
constexpr int fib10_at_compiletime = fib(10); 
// This one is calculated at runtime 
// (unless the compiler was really aggressive when doing optimizations)
int fib10_at_runtime = fib(10);    
}

为了在编译时调用函数或其他东西，需要将其标记为constexpr。

在编译时可以做什么？

C++11：

  • 声明变量(但不修改它们)
  • 调用其他 constexpr 函数
  • 调用 constexpr 构造函数(和默认构造函数)
  • 使用阵列和std::array
  • 使用static_asserts和东西
  • typedef和using声明

C++14 新增：

  • 您现在也可以使用 lambda
  • 您可以在 constexpr 函数中修改变量
    • 您可以使用更改成员
  • 变量的 constexpr 成员函数
  • 您可以将引用(非常量类型)传递给 constexpr 函数

C++20 新增：(C++20 将于 2020 年推出)

  • 您现在可以分配内存
  • 您现在可以调用虚拟函数
  • 你可以有try-catch块

std::sort是骗子吗？

为了在 constexpr上下文中使用函数，必须将其标记为 constexpr(它附带了一组关于您可以在函数中执行的操作的限制;这些限制将在下面讨论)。在 C++11 中，std::sort不是 constexpr，因为它打破了这些限制(直到 C++20 它才会成为 constexpr)。

但是，如果允许您使用 C++14，则可以编写自己的排序函数，该函数在编译时工作。

完整概述：https://en.cppreference.com/w/cpp/language/constexpr

另外，有没有办法在编译时进行排序操作？

简短的回答：不。

长答案。

否，因为std::sort()仅从 C++20 开始constexpr(您标记为 C++11)，因为void函数 (std::sort()) 不能在 C++11 中constexpr，因为QMap和QList不是constexpr类(如果我没记错的话)，因为您没有将涉及GMAP和其他对象声明为constexpr， 等。

但是，假设有一个MyMap类定义constexpr，一个MyList类声明constexpr，一个定义constexprMySort()函数，你可以写类似的东西(从C++14开始，因为在C++11中你不能写一个如此复杂的constexpr函数)

constexpr MyList foo ()
{
MyMap mm { /* some values */ };
MyList ml { ml.keys() };
MySort(ml.begin(), ml.end());
return ml;
}
// ...
constexpr auto ml_final { foo() };

请注意，ml_final被声明为constexpr。

如果可能，这需要强制(pre C++20)编译器初始化值编译时，或者如果不可能，则给出编译错误。

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