Question

我是对的，那个：

使用constexpr定义的任何功能都是pure function和
任何纯函数都可以并且必须使用constexpr定义，如果它对编译器来说不是很昂贵。

如果是这样，为什么<cmath>的函数不是用constexpr定义的？

Answer 1

要添加其他人所说的内容，请考虑以下constexpr函数模板：

template <typename T>
constexpr T add(T x, T y) { return x + y; }

此constexpr函数模板在某些情况下可用于常量表达式（例如，T为int）但在其他情况下不可用（例如，T为operator+具有constexpr重载但未声明为constexpr的类类型。

{{1}}并不意味着函数始终可用于常量表达式，这意味着函数可能可用于常量表达式。< / p>

（有类似的例子涉及非模板函数。）

Answer 2

除了以前的答案：constexpr对函数的限制它的实现很大：它的主体必须对编译器可见（内联），并且必须仅包含一个return语句。我会如果你能正确地实现sqrt（）或sin（），那就很惊讶了满足最后的条件。

Answer 3

constexpr函数不是pure，因为constexpr是编译器的提示，在编译期间可以计算函数如果它的参数是常量对于这些参数，和在函数体中提到的操作本身就是constexpr。

后者使用模板代码，允许我们演示不纯的constexpr函数：

template <typename T>
constexpr T add(T lhs, T rhs) { return lhs + rhs; }

使用此类型

进行实例化

DebugInteger operator+(DebugInteger lhs, DebugInteger rhs) {
  printf("operator+ %i %i", lhs._value, rhs._value);
  return DebugInteger(lhs._value + rhs._value);
}

这里，operator+不是constexpr，因此可以读/写全局状态。

我们可以说在编译时评估constexpr函数是pure ...但就运行时而言，它只是被一个常量替换。

Answer 4

每个constexpr函数都是纯函数，但不是每个纯函数都可以或应该是constexpr。

[涉及constexpr函数模板的示例具有误导性，因为函数模板不是函数，它们是编译器可以生成函数的模式。函数模板的结果，它们的特化，是函数，如果可能，它们将constexpr。]

纯函数是仅依赖于其参数或其他常量状态的函数。这几乎就是constexpr函数。此外，constexpr函数必须在第一次使用之前定义（不仅声明）（但似乎允许递归），并且必须仅包含return语句。这足以使得允许的子集Turing-complete，但结果不一定是运行时最有效的形式。

这将我们带到了数学函数。您可以实现constexpr sqrt()或sin()，但是他们必须使用编译器可以在编译时评估的递归实现，而在运行时，这些实现更好一个汇编操作。由于constexpr和sqrt()的{{1}}使用很少且距离较远，因此最好最大限度地提高运行时性能，这需要一个不具有sin()能力的表单。

你可能想知道为什么你不能写一个constexpr版本的函数和一个在运行时使用的版本，我同意这样做很好，但标准说你不能超载在constexpr上。也许在C ++ 17 ...

constexpr与纯函数之间的关系

4 个答案: