C++：编译时的 int 计算（不是运行时）

Question

简单的问题：

为什么下面的代码有效？

int main() {
    const int a = 4;
    const int b = 16;
    const int size = b/a;
    int arr[size] = {0,1,2,3};
    return 0;
}

我认为静态数组的大小必须在编译时定义，因此只能使用“int”文字。 在上面的代码中，尽管大小是一个计算，但代码可以编译。 这个计算是在编译时完成的吗？

如果是的话，也许我对编译和运行的理解是错误的：编译只是通过语法并将代码转换为机器代码，但不做任何计算......

谢谢！

Answer 1

这个计算是在编译时完成的吗？

是的，编译器为你做了很多优化和计算，你代码中的初始化即使没有任何优化也可以，这是编译器预先计算的结果。

通常，这里的计算包括constexpr 、 const类型声明等，这些都已经在语言本身的定义中（参见常量表达式）。

只需查看示例的输出。

constexpr 说明符声明可以在编译时计算函数或变量的值。

noptr-declarator [ expr(可选) ] attr(可选)

在这里， expr是：

整型常量表达式 (C++14 前) std::size_t 类型的转换常量表达式 (C++14 起)，其计算结果为大于零的值

它们都是常量表达式，它说：

可以在编译时计算的表达式。

所以，使用所谓的预计算来初始化一个数组是可以的。

这里还有一个后续：还有很多方法可以通过让它们在编译时完成来节省更多计算和时间，它们显示在上面的链接中。

只是说一些不同的东西：至于优化，在计算1 到 100 的总和时，您可以看到版本-O0和-O3的汇编代码之间的差异，这是一个令人震惊的问题——您会看到结果 5050 是在-O3版本的汇编代码中，它也是一种编译时计算，但并非针对各种情况启用。

Answer 2

我认为静态数组的大小必须在编译时定义，因此只能使用“int”文字。

第一部分为真，但第二部分仅在 c++11 之前为真（您也可以执行const int i = 1 + 2 ）。 从 c++11 开始，规则说初始化表达式被评估以查看它是否产生一个常量表达式。

还有一个规则是const整数类型隐式为constexpr （即在编译时计算），只要初始化表达式在编译时是可计算的。

所以在这个表达式中：

const int size = b/a;

只要表达式a/b是常量表达式，就需要在编译时计算变量size 。 由于a和b也是用文字初始化的const int s，因此size的初始化是一个常量表达式。 （请注意，从任何声明中删除const将使size成为非常量表达式）。

因此需要在编译时计算size （编译器在这件事上别无选择，无论优化如何），因此它可以用作数组维度。

以下是有关其工作原理的完整规则。