跟我學c++中級篇——c++17之constexprif-創(chuàng)新互聯(lián)

一、constexpr

在前文對const的幾種形式進行了分析說明，但是constexpr if的應用沒有顧及到。在模板元編程constexpr可以起到一種類似于if else的作用。畢竟不管在哪里運行，哪個時期運行，條件判斷總是需要的。在早期的模板編程中，如果想做這種判斷需要使用常見的如enable_if之類的模板，特別是c++的靈活性會產(chǎn)生一些代碼，它不符合c++的規(guī)范（即不推薦這么寫），但又被編譯使用（c++又支持），這種情況被稱做ill-formed
，如果是類型則ill-formed type，cppreference稱之為非良構類型。
這就又回到前面提到的SFINAE和Concepts，而在模板板的元編程里這又一是種強需求，所以以這條線來看c++標準的迭代，就會看到，對類似的支持是越來越完善。明白了這些，再回頭學習和應用constexpr if就會有的放矢，知其然，并知其所以然。

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先看一個例子，來理解constexpr if：

//C++17以前
templatestd::enable_if_t::value, std::string>to_string(T t){
   return std::to_string(t);
 }
 ?
templatestd::enable_if_t::value, std::string>to_string(T t){
   return t;
 }
//c++17以后
templateauto to_string(T t) {
   if constexpr(std::is_integral::value) {
     return std::to_string(t);
   } else {
     return t;
   }
 }

一般來說，在模板中進行分支控制主要有以下幾種情況，一個是采用偏特化機制，對不同的類型參數(shù)輸入產(chǎn)生不同的結果，這個在前面的false_type中就有體現(xiàn)；另外一個是使用std::enable_if_t來實現(xiàn)；然后就是今天分析的constexpr if。在編譯器控制分支的情況下，在c++17以前，無論哪種分支，都是會被編譯的，但是在c++17后，不會控制到的則不會編譯，不過雖然如此，另外的分支仍然要符合c++的語法，否則仍然是無法編譯通過。
上面這個例子把偏特化的例子省略了，其實從模板元編程的角度看，就是對SFINAE技術的一個優(yōu)化和簡化的過程。把這些基本的情況了解后，回頭再看constexpr if就會有一個比較深刻的理解。
然后來分析一下它的定義：constexpr if是一種在編譯期進行分支控制的寫法，constexpr可以緊跟在if的后面。通過對條件塊中不滿足的部分直接處理掉，但是這有一個前提，這個條件塊必須是一個常量表達式并且可以顯示的轉換成布爾值。

三、應用

前面提到過constexptr if主要是對模板元編程的支持，它能夠起到讓代碼更直觀，更簡便，使得在編譯期內(nèi)的元編程不再像SFINAE那樣晦澀。下面再看一個數(shù)列的計算：

#pragma once
templateconstexpr long Fib() {
    if constexpr (N >= 2) {
        return Fib() + Fib();
    }
    else {
        return N;
    }
}

void TestFib() {
    static_assert(Fib<0>() == 0);
    static_assert(Fib<1>() == 1);
    static_assert(Fib<2>() == 1);
    static_assert(Fib<3>() == 2);
}
int main()
{
    TestFib();
    return 0;
}

這個例子沒有判斷值的范圍，但是這里重點是講constexpr if的用法，所以不必太再乎這個。是不是非常簡單，它和印象中在執(zhí)行期運行的代碼已經(jīng)長得很像了。
使用constexpr if優(yōu)點不少，它可以減少代碼的編譯生成數(shù)量，也可以更簡潔是了，但它也不少的受限情況：比如函數(shù)和運行期類似，在某些情況下沒有寫constexpr仍然可以運行，而這種運行則無法在編譯期優(yōu)化了。同時，其多多類型返回無能為力。所以在實際應用中，還是要小心為妙。
總體來看，constexpr if的應用場景還是很受限的，它只能放在一般意義的函數(shù)內(nèi)部，如果必須需要減小編譯出的代碼文件的大小，盡量減少依賴資源，它還是有可能施展身手的。更具體的情況需要開發(fā)者根據(jù)需要來確定它的應用。

四、總結

constexpr的詳細用法不同版本都在網(wǎng)上有詳細的說明，但如何能更好的在何處使用它，這才是一個比較讓人頭疼的問題。正如上學一樣，老師一講就明白，自己做題就糊涂。如何打破這個怪圈，就需要從基礎入手，反復把基礎的知識吃透，然后再結合例程自己不斷修改完善，才有機會沖出桎梏，解放思想。

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當前題目：跟我學c++中級篇——c++17之constexprif-創(chuàng)新互聯(lián)
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