Question

在C ++ 11中定义简单常量值的最佳方法是什么，这样就没有运行时惩罚？例如:(不是有效的代码）

// Not ideal, no type, easy to put in wrong spot and get weird errors
#define VALUE 123

// Ok, but integers only, and is it int, long, uint64_t or what?
enum {
     Value = 123
};

// Could be perfect, but does the variable take up memory at runtime?
constexpr unsigned int Value = 123;

class MyClass {
    // What about a constant that is only used within a class, so
    // as not to pollute the parent namespace?  Does this take up
    // memory every time the class is instantiated?  Does 'static'
    // change anything?
    constexpr unsigned int Value = 123;

    // What about a non-integer constant?
    constexpr const char* purpose = "example";
    std::string x;
    std::string metadata() { return this->x + (";purpose=" purpose); }
    // Here, the compiled code should only have one string
    // ";purpose=example" in it, and "example" on its own should not
    // be needed.
};

修改

因为我被告知这是一个无用的问题，因为它背后没有背景，所以这是背景。

我正在定义一些标志，以便我可以这样做：

if (value & Opaque) { /* do something */ }

Opaque的值在运行时不会改变，因为只有在编译时才需要它才能让它在我的编译代码中结束。这些值也用在一个循环中，该循环对图像中的每个像素运行多次，所以我想避免运行时查找会降低它的速度（例如，内存访问以在运行时检索常量的值。）这不是'过早优化，因为算法目前需要大约一秒钟来处理图像，我经常有100多个图像要处理，所以我希望它尽可能快。

由于人们说这是微不足道的而且不用担心，我猜#define尽可能接近字面值，所以也许这是避免“过度思考”的最佳选择。问题？我想普遍的共识是，你只希望没有人需要使用Opaque这个词或你想要使用的其他常量吗？

Answer 1

实际上，这比它看起来更棘手。

只是明确重申要求：

应该没有运行时计算。
除实际结果外，不应有静态，堆栈或堆内存分配。（可执行代码的分配是不可能禁止的，但要确保CPU所需的任何数据存储都是私有的。）

在C ++中，表达式可以是左值或右值（在C ++ 11和C之前， rvalues 对应于相关概念）。 Lvalues引用对象，因此它们可以出现在赋值表达式的 L eft-hand侧。对象存储和左值是我们想要避免的。

您想要的是一个标识符，或 id-expression ，以评估prvalue。

目前，只有普查员可以这样做，但正如您所观察到的那样，他们会留下一些需要的东西。每个枚举声明都引入了一个新的，不同的类型，因此enum { Value = 123 };引入了一个不是整数的常量，但它自己的唯一类型将转换为int。这不是适合这项工作的工具，虽然它可以解决这个问题。

你可以使用#define，但这是一个黑客，因为它完全避免了解析器。您必须使用所有大写字母命名，然后确保相同的全大写字母名称不用于程序中的任何其他内容。对于库接口，这种保证尤为繁重。

下一个最佳选择是函数调用：

constexpr int value() { return 123; }

但是，请注意，constexpr函数仍可在运行时进行评估。你需要跳过一个箍来表示这个值作为计算：

constexpr int value() {
    /* Computations that do not initialize constexpr variables
       (or otherwise appear in a constant expression context)
       are not guaranteed to happen at compile time, even
       inside a constexpr function. */

    /* It's OK to initialize a local variable because the
       storage is only temporary. There's no more overhead
       here than simply writing the number or using #define. */

    constexpr int ret = 120 + 3;
    return ret;
}

现在，您不能将常量称为名称，它必须是value()。函数调用操作符可能看起来效率较低，但它是完全消除存储开销的唯一当前方法。

Answer 2

你可能会出错：

static constexpr const unsigned int Value = 123;

老实说，尽量不要关心这个。就像，真的试试。

Answer 3

我认为您应该考虑适用于您的示例的C++11 feature of specifying an underlying type for an enum：

enum : unsigned int { Value = 123 };

这消除了您对使用枚举的两个异议之一，即您无法控制实际用于表示它们的类型。但它仍然不允许非整数常量。

定义编译时常量的最佳方法

修改

3 个答案: