c++系列文章（5）：constexpr和常量表达式

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  常量表达式是指值不会改变并且在编译阶段就能得到计算结果的表达式，显然字面值属常量表达式，用常量表达式初始化的const对象也是常量表达式。
  一个对象（或表达式）是不是常量表达式由它的数据类型和初始值共同决定。

//staff_size不是常量表达式，尽管staff_size的初始值是个字面值常量，但是它的数据类型只是一个普通的int而非const int。
int staff_size = 1; 
//sz不是常量表达式，尽管sz本身是一个常量，但它的具体值直到运行时才能获取到
const int sz = get_size();
const int max_files = 1; //max_files是常量表达式
const int limit = max_files + 1; //limit是常量表达式

constexpr变量

  在一个复杂系统中，很难分辨一个初始值到底是不是常量表达式。因此c++11规定，允许将变量声明为constexpr类型以便编译器来验证变量的值是否是一个常量表达式。声明为constexpr的变量一定是一个常量，而且必须用常量表达式初始化。

constexpr int mf = 1; //1是常量表达式
constexpr int limit = mf + 1; //mf+1是常量表达式
constexpr int sz = size(); //只有当size是一个constexpr函数时，才是一条正确的声明语句。

  尽管不能使用普通函数作为constexpr变量的初始值，但c++11允许定义一种特殊的constexpr函数，这种函数足够简单以使得编译时就可以计算其结果，这样就能用constexpr函数去初始化constexpr变量了。

字面值类型

  常量表达式的值需要在编译时就得到计算，因此对声明为constexpr时用到的类型必须有所限制，因为这些类型一般比较简单，值也显而易见、容易得到，就把它们称为“字面值类型”。
  常见的算术类型、引用和指针都属于字面值类型，自定义的类类型、IO库、string类型则不属于字面值类型，也就不能被定义为constexpr。
  尽管指针和引用能够定义为constexpr，但它们的初始值却受到严格限制，一个constexpr指针的初始值必须是nullptr或者0，或者是存储与某个固定地址中的对象。函数体内的变量一般来说并非存放在固定地址中，因此constexpr不能指向这样的变量。相反，定义在所有函数体之外的对象其地址固定不变，能用来初始化constexpr指针。此外c++允许函数定义一类有效范围超出函数本身的变量，这类变量和定义在函数体之外的变量一样也有固定地址。因此constexpr引用能够绑定到这样的变量之上，constexpr指针也能指向这样的变量。

指针和constexpr

  在constexpr声明中如果定义了指针，constrxpr限定符只对指针有效，与指针所指的对象无关。

const int* p = nullptr; //p是一个指向整型常量的指针
constexor int* q = nullptr; //q是一个指向整型的常量指针