如何判断表达式是在编译时还是在运行时进行计算？

Question

我有一个相当大的Map对象，我希望有一个单独的列表，其中的键已经排序。 这将在我的项目的许多其他源文件中使用。

问题是如何知道decalaration / definition何时是编译时工作。 我应该在哪里找到是否是这种情况？ 我的意思是怎么说？

在以下示例中，源文件中的列表是编译时作业还是在运行时发生？

另外，有没有一种方法可以在编译时进行排序操作？

// global.h    
extern QMap<int, QString> G_MAP;
extern QList<int> G_MAP_SKEYS_SORTED; 

// global.cpp
QMap<int, QString> G_MAP = { /* some hand filled (static) data */ };
QList<int> G_MAP_SKEYS_SORTED = G_MAP.keys();

// main.cpp
int mian() {
  // Somewhere I do the sort
  std::sort(G_ListRegistersSorted.begin(), G_ListRegistersSorted.end());
}

Answer 1

如果将结果分配给constexpr变量，在static_assert或noexcept语句中使用，或者将其用作模板参数，则在编译时计算表达式。 这称为constexpr上下文。

例如：

// Function which can calculate the fibbonacci sequence at compiletime
constexpr int fib(int n) {
    if(n == 0 || n == 1) return n;
    return fib(n - 1) + fib(n - 2); 
}

int main() {
    // This one is calculated at compiletime
    constexpr int fib10_at_compiletime = fib(10); 

    // This one is calculated at runtime 
    // (unless the compiler was really aggressive when doing optimizations)
    int fib10_at_runtime = fib(10);    
}

为了在编译时调用函数或其他东西，需要将其标记为constexpr 。

你在编译时可以做些什么？

C ++ 11：

• 声明变量（但不能修改它们）
• 调用其他constexpr函数
• 调用constexpr构造函数（和默认构造函数）
• 使用carrays和std::array
• 使用static_asserts和东西
• typedef和using声明

C ++ 14补充：

• 你现在也可以使用lambdas
• 您可以修改constexpr函数内的变量
• 你可以有constexpr成员函数来改变成员变量
• 您可以将引用（非const类型）传递给constexpr函数

C ++ 20新增内容： （C ++ 20将于2020年推出）

• 你现在可以分配内存
• 您现在可以调用虚拟功能
• 你可以有try-catch块

是std::sort constexpr？

为了在constexpr上下文中使用函数，必须将其标记为constexpr（它对函数中可以执行的操作提供了一组限制;这些将在下面讨论）。 在C ++ 11中， std::sort不是constexpr，因为它打破了这些限制（在C ++ 20之前它不会是constexpr）。

但是，如果允许使用C ++ 14，则可以编写自己的编译时在编译时运行的排序函数。

完整概述： https ： //en.cppreference.com/w/cpp/language/constexpr

Answer 2

另外，有没有一种方法可以在编译时进行排序操作？

简答：不。

答案很长。

不，因为std::sort()只是来自C ++ 20的constexpr （你标记了C ++ 11），因为在C ++ 11中， void函数（ std::sort() ）不能是constexpr ，因为QMap和QList不是constexpr类（如果我没有错），因为你没有声明GMAP和其他对象作为constexpr等。

但是，假设有一个MyMap类中定义constexpr ，一个MyList类中声明constexpr ，一个MySort()函数定义constexpr ，你可以写类似的东西（从C ++ 14因为在C ++ 11你不能写一个这样开始复杂的constexpr功能）

constexpr MyList foo ()
{
  MyMap mm { /* some values */ };

  MyList ml { ml.keys() };

  MySort(ml.begin(), ml.end());

  return ml;
}

// ...

constexpr auto ml_final { foo() };

观察到ml_final被声明为constexpr 。

如果可能的话，这必须强制（pre C ++ 20）编译器初始化值编译时，或者如果不可能则给出编译错误。