const vs constexpr на змінних

Чи є різниця між наступними визначеннями?

const     double PI = 3.141592653589793;
constexpr double PI = 3.141592653589793;

Якщо ні, то який стиль є кращим у С ++ 11?

Я вважаю, що є різниця. Давайте перейменовамо їх, щоб ми могли про них говорити простіше:

const     double PI1 = 3.141592653589793;
constexpr double PI2 = 3.141592653589793;

Обидва PI1і PI2постійні, тобто ви не можете їх змінювати. Однак лише PI2 константа часу компіляції. Вона повинна бути ініціалізована під час компіляції. PI1може бути ініціалізовано під час компіляції або час виконання. Крім того, тільки PI2 може бути використаний в контексті , який вимагає постійного часу компіляції. Наприклад:

constexpr double PI3 = PI1;  // error

але:

constexpr double PI3 = PI2;  // ok

і:

static_assert(PI1 == 3.141592653589793, "");  // error

але:

static_assert(PI2 == 3.141592653589793, "");  // ok

Що ви повинні використовувати? Використовуйте те, що відповідає вашим потребам. Ви хочете переконатися, що у вас є константа часу компіляції, яку можна використовувати в контекстах, де потрібна константа часу компіляції? Ви хочете мати можливість ініціалізувати його з обчисленнями, виконаними під час виконання? І т.д.

Тут немає різниці, але це важливо, коли у вас є тип, який має конструктор.

struct S {
    constexpr S(int);
};

const S s0(0);
constexpr S s1(1);

s0є константою, але вона не обіцяє бути ініціалізованою під час компіляції. s1позначено constexpr, так що вона є константою і, оскільки Sконструктор також позначений constexpr, він буде ініціалізований під час компіляції.

Переважно це має значення, коли ініціалізація під час виконання буде трудомісткою, і ви хочете відсунути цю роботу на компілятор, де це також забирає багато часу, але не сповільнює час виконання компільованої програми

constexpr вказує значення, яке є постійним і відомим під час компіляції.
const вказує значення, яке є лише постійним; це не обов'язково знати під час компіляції.

int sz;
constexpr auto arraySize1 = sz;    // error! sz's value unknown at compilation
std::array<int, sz> data1;         // error! same problem

constexpr auto arraySize2 = 10;    // fine, 10 is a compile-time constant
std::array<int, arraySize2> data2; // fine, arraySize2 is constexpr

Зауважте, що const не пропонує ту саму гарантію, що і constexpr, оскільки об'єкти const не потрібно ініціалізувати зі значеннями, відомими під час компіляції.

int sz;
const auto arraySize = sz;       // fine, arraySize is const copy of sz
std::array<int, arraySize> data; // error! arraySize's value unknown at compilation

Усі об’єкти constexpr є const, але не всі об'єкти const є constexpr.

Якщо ви хочете, щоб компілятори гарантували, що змінна має значення, яке можна використовувати в контекстах, що вимагають констант часу компіляції, інструментом, до якого слід звернутися, є constexpr, а не const.

Constexpr символьна константа повинна бути присвоєно значення, яке відоме під час компіляції. Наприклад:

constexpr int max = 100; 
void use(int n)
{
    constexpr int c1 = max+7; // OK: c1 is 107
    constexpr int c2 = n+7;   // Error: we don’t know the value of c2
    // ...
}

Для обробки випадків, коли значення "змінної", ініціалізованої зі значенням, яке не відомо на час компіляції, але ніколи не змінюється після ініціалізації, C ++ пропонує другу форму константи ( const ). Наприклад:

constexpr int max = 100; 
void use(int n)
{
    constexpr int c1 = max+7; // OK: c1 is 107
    const int c2 = n+7; // OK, but don’t try to change the value of c2
    // ...
    c2 = 7; // error: c2 is a const
}

Такі " змінні const " дуже поширені з двох причин:

1. У C ++ 98 не було constexpr, тому люди використовували const .
2. Елемент списку "Змінні", які не є постійними виразами (їх значення не відоме під час компіляції), але не змінюють значення після ініціалізації, самі по собі є корисними.

Довідка: "Програмування: принципи та практика використання C ++" від Stroustrup