如何判斷表達式是在編譯時還是在運行時進行計算？

Question

我有一個相當大的Map對象，我希望有一個單獨的列表，其中的鍵已經排序。 這將在我的項目的許多其他源文件中使用。

問題是如何知道decalaration / definition何時是編譯時工作。 我應該在哪里找到是否是這種情況？ 我的意思是怎么說？

在以下示例中，源文件中的列表是編譯時作業還是在運行時發生？

另外，有沒有一種方法可以在編譯時進行排序操作？

// 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

如果將結果分配給constexpr變量，在static_assert或noexcept語句中使用，或者將其用作模板參數，則在編譯時計算表達式。 這稱為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);    
}

為了在編譯時調用函數或其他東西，需要將其標記為constexpr 。

你在編譯時可以做些什么？

C ++ 11：

• 聲明變量（但不能修改它們）
• 調用其他constexpr函數
• 調用constexpr構造函數（和默認構造函數）
• 使用carrays和std::array
• 使用static_asserts和東西
• typedef和using聲明

C ++ 14補充：

• 你現在也可以使用lambdas
• 您可以修改constexpr函數內的變量
• 你可以有constexpr成員函數來改變成員變量
• 您可以將引用（非const類型）傳遞給constexpr函數

C ++ 20新增內容： （C ++ 20將於2020年推出）

• 你現在可以分配內存
• 您現在可以調用虛擬功能
• 你可以有try-catch塊

是std::sort constexpr？

為了在constexpr上下文中使用函數，必須將其標記為constexpr（它對函數中可以執行的操作提供了一組限制;這些將在下面討論）。 在C ++ 11中， std::sort不是constexpr，因為它打破了這些限制（在C ++ 20之前它不會是constexpr）。

但是，如果允許使用C ++ 14，則可以編寫自己的編譯時在編譯時運行的排序函數。

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

Answer 2

另外，有沒有一種方法可以在編譯時進行排序操作？

簡答：不。

答案很長。

不，因為std::sort()只是來自C ++ 20的constexpr （你標記了C ++ 11），因為在C ++ 11中， void函數（ std::sort() ）不能是constexpr ，因為QMap和QList不是constexpr類（如果我沒有錯），因為你沒有聲明GMAP和其他對象作為constexpr等。

但是，假設有一個MyMap類中定義constexpr ，一個MyList類中聲明constexpr ，一個MySort()函數定義constexpr ，你可以寫類似的東西（從C ++ 14因為在C ++ 11你不能寫一個這樣開始復雜的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() };

觀察到ml_final被聲明為constexpr 。

如果可能的話，這必須強制（pre C ++ 20）編譯器初始化值編譯時，或者如果不可能則給出編譯錯誤。