C ++中的编译时函数是什么？

Question

我已经在此处（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间函数，但是对于初学者来说，几乎不可能知道这意味着什么，因为知道这一点的资源非常多罕见。

我发现了简短的wikipedia article，它显示了如何通过在C ++中编写枚举从未使用过的枚举来编写难以理解的代码，以及一个关于它的未来的video，但是对此的解释很少。

在我看来，有两种方法可以用C ++编写编译时函数

1. constexpr
2. template<>

我已经简要介绍了它们两个，但是我不知道它们如何在这里弹出。

任何人都可以用足够好的示例来解释编译时函数，使其包含其大多数相关功能吗？

Answer 1

您所看到的“编译时函数”不是C ++构造，它只是在编译时计算内容（因此，函数）的想法（而不是在运行时或通过单独的构建工具进行计算）在编译器之外）。 C ++通过多种方式使之成为可能，其中有两种：

• 模板确实可以用于计算任意内容，这是称为“模板元编程”的一组技术。这主要是偶然的，因为它们根本不是为此目的而设计的，因此疯狂的语法和与旧编译器的斗争。但是在C ++ 03和之前的版本中，这就是我们所拥有的全部。

在看到需要进行编译时计算之后，在C ++ 11中添加了

• constexpr，并将其带回到了更加精明的领域。此后，它的工具带一直在扩展，只需在正确的位置添加constexpr，就可以在编译时运行越来越多看起来正常的代码。

也可以提到宏元编程，其中Boost.Preprocessor是一个很好的例子。但是，它比老式模板元编程更加诡秘和令人讨厌，因此，如果您有选择的话，您可能不想使用它。

Answer 2

正如您所提到的，在cpp中，有两种评估编译时代码的方法-constexpr函数和template元编程。

这些解决方案之间有一些区别。 template选项较旧，因此受到更多编译器的支持。附加template保证在编译时评估，而constexpr有点像内联-仅建议编译器在编译时可以工作。对于templates，参数通常是通过模板参数列表传递的，而constexpr函数则将争论作为常规函数（它们实际上是）。 constexpr函数在某种程度上更好，可以在运行时将其称为常规函数。

现在很相似-必须在编译时评估其参数。因此，它们必须是文字值或其他编译时函数的结果。

说了这么多，让我们看一下编译时的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;
}