C++中的编译时函数是什么?

What is compile time function in C++?

本文关键字：函数 是什么 编译 C++      更新时间：2023-10-16

我在这里(在SO上(搜索了这个问题，据我所知，所有问题都假设什么是编译时函数，但初学者几乎不可能知道这意味着什么，因为知道的资源非常罕见。

我发现了一篇简短的维基百科文章，其中展示了如何通过在C++中编写前所未见的枚举来编写难以理解的代码，以及一个关于它未来的视频，但对此解释很少。

在我看来，有两种方法可以在C++中编写编译时函数

  1. constexpr
  2. template<>

我已经对它们进行了简短的介绍，但我不知道它们是如何出现在这里的。

谁能用一个足够好的例子来解释编译时函数，使其包含它的大多数相关功能？

在 cpp 中，正如您提到的，有两种方法可以在编译时评估代码 -constexpr函数和template元编程。

这些解决方案之间存在一些差异。template选项较旧，因此受更多编译器支持。此外，template保证在编译时进行评估，而constexpr有点像内联 - 它只建议编译器可以在编译时做工作。对于templates，参数通常通过模板参数列表传递，而constexpr函数将参数作为常规函数(它们实际上是(。constexpr函数的更好之处在于它们可以在运行时中作为常规函数调用。

现在的相似之处 - 必须在编译时评估它们的参数。因此，它们必须是其他编译时函数的文本或结果。

说了这么多，让我们看看编译时max函数：

template<int a, int b>
struct max_template {
static constexpr int value = a > b ? a : b;
};
constexpr int max_fun(int a, int b) {
return a > b ? a : b;
}
int main() {
int x = 2;
int y = 3;
int foo = max_fun(3, 2); // can be evaluated at compile time
int bar = max_template<3, 2>::value; // is surely evaluated at compile time
//  won't compile without compile-time arguments  
//  int bar2 = max_template<x, y>::value; // is surely evaluated at compile time
int foo = max_fun(x, y); // will be evaluated at runtime
return 0;
}

您已经看到的术语"编译时函数"不是一个C++结构，它只是在编译时计算东西(因此，函数(的想法(而不是在运行时或通过编译器外部的单独构建工具计算(。C++通过多种方式使这成为可能，您已经找到了其中两种：

模板

  • 确实可以用来计算任意的东西，这是一组称为"模板元编程"的技术。这主要是偶然的，因为它们根本不是为此目的而设计的，因此语法疯狂，并且与旧编译器作斗争。但在 C++03 及之前，这就是我们所拥有的一切。

  • 在看到编译时计算的需求后，constexpr已在 C++11 中添加，并将它们带回更理智的领域。从那以后，它的工具带一直在扩展，只需在正确的位置处理constexpr，就可以在编译时运行越来越多的正常代码。

人们还可以提到宏元编程，其中Boost.Preprocessor就是一个很好的例子。但它比老式的模板元编程更不稳定和令人憎恶的神秘，所以如果你有选择，你可能不想使用它。

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