C++11与C++14中constexpr的变革

在现代C++编程中，constexpr是一个非常重要的关键字，它允许程序员在编译时计算表达式的值，从而提高代码的性能和可预测性。随着C++标准的发展，constexpr在C++11和C++14之间经历了一些显著的改变。本文将详细探讨这些变化，并分析它们对C++编程实践的影响。

一、C++11中的constexpr

在C++11中，constexpr关键字的引入为编译时计算带来了革命性的变化。它允许程序员定义在编译时就能确定其值的变量和函数。这对于优化性能、减少运行时开销以及提高代码的可读性和可维护性都非常重要。

在C++11中，constexpr函数的要求非常严格：

• 函数体必须非常简单，通常只能包含一条返回语句。
• 函数的所有参数都必须是字面量类型。
• 函数体内不允许有任何动态内存分配、I/O操作或其他运行时行为。

这些限制确保了constexpr函数在编译时的可评估性。以下是一个C++11中constexpr函数的例子：

constexpr int square(int n) {  
    return n * n;  
}  
  
constexpr int s = square(4);  // 在编译时计算，s的值为16

二、C++14中的constexpr改进

C++14对constexpr进行了重大改进，放宽了对constexpr函数的限制，使得它们更加灵活和实用。以下是C++14中constexpr的主要变化：

• 函数体的复杂性：C++14允许constexpr函数拥有更复杂的函数体，包括多个语句、条件语句（如if和switch）、循环（如for和while）等。这使得constexpr函数能够处理更复杂的编译时计算任务。
• 局部变量和临时对象：在C++14中，constexpr函数可以声明和使用局部变量和临时对象，只要这些变量和对象在编译时能够被初始化和评估。
• 返回值优化：C++14改进了constexpr函数的返回值优化，允许函数在需要时返回非常量表达式的结果，从而提高性能。

这些改进使得constexpr在C++14中更加强大和易用。以下是一个展示C++14中constexpr函数新特性的例子：

constexpr int fibonacci(int n) {

    return (n