const против constexpr по переменным

Есть ли разница между следующими определениями?

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

Если нет, какой стиль предпочтительнее в C ++ 11?

Я считаю, что есть разница. Давайте переименуем их, чтобы нам было легче говорить о них:

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

Оба PI1и PI2являются постоянными, то есть вы не можете изменить их. Однако это только PI2 константа времени компиляции. Он должен быть инициализирован во время компиляции. PI1может быть инициализирован во время компиляции или во время выполнения. Кроме того, только PI2 может быть использован в контексте , который требует постоянного времени компиляции. Например:

constexpr double PI3 = PI1;  // error

но:

constexpr double PI3 = PI2;  // ok

и:

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

но:

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

Что вы должны использовать? Используйте то, что соответствует вашим потребностям. Вы хотите убедиться, что у вас есть постоянная времени компиляции, которую можно использовать в тех случаях, когда требуется постоянная времени компиляции? Хотите ли вы иметь возможность инициализировать его вычислениями, выполненными во время выполнения? И т.п.

Здесь нет разницы, но это важно, когда у вас есть тип, у которого есть конструктор.

struct S {
    constexpr S(int);
};

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

s0является константой, но она не обещает быть инициализированной во время компиляции. s1помечен constexpr, так что это константа и, поскольку Sконструктор также помечен constexpr, он будет инициализирован во время компиляции.

В основном это имеет значение, когда инициализация во время выполнения занимает много времени, и вы хотите перенести эту работу на компилятор, где это также занимает много времени, но не замедляет время выполнения скомпилированной программы.

constexpr указывает значение, которое является постоянным и известно во время компиляции.
const указывает значение, которое является только постоянным; это не обязательно знать во время компиляции.

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

Обратите внимание, что const не дает такой же гарантии, как constexpr, потому что const-объекты не нужно инициализировать значениями, известными во время компиляции.

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

Все объекты constexpr являются const, но не все объекты const являются constexpr.

Если вы хотите, чтобы компиляторы гарантировали, что переменная имеет значение, которое может быть использовано в контекстах, требующих констант времени компиляции, инструмент для достижения - constexpr, а не const.

Constexpr символьная константа должна быть присвоено значение, которое известно во время компиляции. Например:

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 обработки случаев, когда значение «переменной» инициализируется значением, которое не известно во время компиляции, но никогда не изменяется после инициализации, C ++ предлагает вторую форму константы ( const ). Например:

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
}

Такие « константные переменные» очень распространены по двум причинам:

1. В C ++ 98 не было constexpr, поэтому люди использовали const .
2. Элемент списка «Переменные», которые не являются константными выражениями (их значение неизвестно во время компиляции), но не изменяют значения после инициализации, сами по себе широко используются.

Ссылка: «Программирование: принципы и практика с использованием C ++» от Страуструпа