静态constexpr变量有意义吗？

Question

如果我在函数内部有一个变量（比如一个大数组），那么将它声明为static和constexpr是否有意义？ constexpr保证数组是在编译时创建的，所以static会无用吗？

void f() {
    static constexpr int x [] = {
        // a few thousand elements
    };
    // do something with the array
}

在生成代码或语义方面，static实际上是在做什么吗？

Answer 1

简短的回答是，static不仅有用，而且总是很需要。

首先，请注意static和constexpr完全相互独立。 static定义了对象在执行期间的生命周期; constexpr指定在编译期间对象应该可用。编辑和执行在时间和空间上都是不相交和不连续的。因此，一旦编制了该程序，constexpr就不再适用了。

声明constexpr的每个变量都是隐含的const，但const和static几乎是正交的（除了与static const整数的相互作用。）

C++对象模型（§1.9）要求除位字段之外的所有对象占用至少一个字节的内存并具有地址;此外，在特定时刻在程序中可观察到的所有这些对象必须具有不同的地址（第6段）。这并不需要编译器在每次使用本地非静态const数组调用函数时在堆栈上创建一个新数组，因为编译器可以避免使用as-if原则，前提是它可以证明没有其他此类对象可以被观察。

遗憾的是，这并不容易证明，除非函数是微不足道的（例如，它不会调用其体在翻译单元中不可见的任何其他函数），因为根据定义，数组或多或少是地址。因此，在大多数情况下，必须在每次调用时在堆栈上重新创建非静态const(expr)数组，这样就无法在编译时计算它。

另一方面，所有观察者共享本地static const对象，并且即使从未调用其定义的函数，也可以初始化该对象。因此，以上都不适用，并且编译器不仅可以自由生成它的单个实例;可以在只读存储中生成单个实例。

所以你绝对应该在你的例子中使用static constexpr。

但是，有一种情况你不想使用static constexpr。除非constexpr声明的对象是ODR-used或声明static，否则编译器可以根本不包含它。这非常有用，因为它允许使用编译时临时constexpr数组，而不会用不必要的字节污染编译的程序。在这种情况下，您显然不想使用static，因为static可能会强制对象在运行时存在。