全局和局部变量初始化与 constexpr 的差异背后的基本原理

Rationale behind the difference of global and local variable initialization with constexpr

本文关键字：背后 初始化 局部变量 constexpr 全局      更新时间：2023-10-16

假设我有一个constexpr函数：

constexpr int func() { return 42; }

现在，如果我定义一个用func()初始化的全局变量，那么可以保证func()将被编译时计算，因为变量需要静态初始化：

int a = func(); // here, func() will be compile-time evaluated
// note that a is NOT constexpr

但是，如果我初始化函数中的局部变量，则不能保证func()将在编译时进行评估：

int foo() {
int b = func(); // no guarantee that func() will be compile-time evaluated
return b;
}

我明白，如果我使用constexpr int b = func();，那么它将被编译时评估。但是，这使bconst.如果我想在之后修改b怎么办？

为什么这两种情况有区别？

一旦你把b放在堆栈上，你可以修改它，除非你使用int b const = foo ();。将这样的功能标记为constexpr而不是const没有任何好处。对于现代 CPU 上的大多数目的，constexpr 是一种减少启动时间的方法，这对于处理器和内存较慢的智能手机来说更为重要。

对于嵌入式系统，我们使用constexpr来更轻松地将内容放入ROM。替代方法创建一个脚本，为您打印出 C/C++ 代码，但这是一个额外的步骤。你不会在PC/服务器/智能手机上考虑这一点，因为你使用new来创建动态内存，但在大多数嵌入式系统上你不能这样做(但随着微控制器上更多的RAM和ROM而改变(，但是对于嵌入式系统，你有不同类型的内存，你需要把东西放在RAM或ROM中。这是上下文是天赐之物的地方，在高性能计算中也是如此，但是编译器在const int foo () { return 420; }和constexpr foo () { return 420; }之间没有区别，它们都被替换为单个移动指令，而无需运行O2优化器。

到目前为止，我最喜欢的嵌入式系统constexpr用途是确保ROM中只有一个远程过程调用(RPC(标头的副本。另一种方法是使用字符串，这些字符串最终可能会也可能不会重复。constexpr 允许您使用可变参数模板来创建 int 以外的类型数组，这在历史上非常乏味，需要多个步骤。

C++优化的黄金法则是，不要试图用别人教给你的更快的方式来欺骗编译器，这种方式在 15 年前效果很好。相反，您应该指示编译器您希望它做什么，打开 O2 优化，优化编译器将放弃您的代码并将其替换为针对该 CPU#LikeABoss优化的版本。不要像我一样，使用指针算法来设计一个庞大的套接字API，浪费数百小时手动优化代码，只到O2优化器来删除你引以为豪的所有漂亮有时优化的代码。

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