const和constexpr

constexpr 是 C++ 11 标准新添加的关键字，在此之前（C++ 98/03标准）只有 const 关键字，其在实际使用中经常会表现出两种不同的语义（常量和只读）。

dis_1() 函数中的“const int x”只是想强调 x 是一个只读的变量，其本质仍为变量，无法用来初始化 f 数组；

而 dis_2() 函数中的“const int x”，表明 x 是一个只读变量的同时，x 还是一个值为 5 的常量，所以可以用来初始化 f 数组

C++ 11标准中，为了解决 const 关键字的双重语义问题，保留了 const 表示“只读”的语义，而将“常量”的语义划分给了新添加的 constexpr 关键字。因此 C++11 标准中，建议将 const 和 constexpr 的功能区分开，即凡是表达“只读”语义的场景都使用 const，表达“常量”语义的场景都使用 constexpr。

在上面的实例程序中，dis_2() 函数中使用 const int x 是不规范的，应使用 constexpr 关键字。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    int a = 10;
    const int & con_b = a;
    cout << con_b << endl;
    a = 20;
    cout << con_b << endl;
}

程序中用 const 修饰了 con_b 变量，表示该变量“只读”，即无法通过变量自身去修改自己的值。但这并不意味着 con_b 的值不能借助其它变量间接改变，通过改变 a 的值就可以使 con_b 的值发生变化。

在大部分实际场景中，const 和 constexpr 是可以混用的

const int a = 5 + 4;
constexpr int a = 5 + 4;

它们是完全等价的，都可以在程序的编译阶段计算出结果。但在某些场景中，必须明确使用 constexpr

#include <iostream>
#include <array>
using namespace std;

constexpr int sqr1(int arg){
    return arg*arg;
}

const int sqr2(int arg){
    return arg*arg;
}

int main()
{
    array<int,sqr1(10)> mylist1;//可以，因为sqr1是constexpr函数
    array<int,sqr2(10)> mylist1;//不可以，因为sqr2不是constexpr函数
    return 0;
}

其中，因为 sqr2() 函数的返回值仅有 const 修饰，而没有用更明确的 constexpr 修饰，导致其无法用于初始化 array 容器（只有常量才能初始化 array 容器）。

总的来说在 C++ 11 标准中，const 用于为修饰的变量添加“只读”属性；而 constexpr 关键字则用于指明其后是一个常量（或者常量表达式），编译器在编译程序时可以顺带将其结果计算出来，而无需等到程序运行阶段，这样的优化极大地提高了程序的执行效率。但是：获得在编译阶段计算出结果的能力，并不代表constexpr修饰的表达式一定会在程序编译阶段被执行，具体的计算时机还是编译器说了算。

另外：

1、

当一个函数被多个源文件包含时，如果函数的定义不是constexpr，而是普通的int返回类型，就会导致重定义错误。

这是因为普通的函数定义会在每个源文件中生成一份副本，从而导致重复定义的错误。

而当函数的返回类型是constexpr int时，编译器会将该函数视为一个可以在编译时求值的常量表达式。在编译时，编译器会对constexpr函数进行求值，并将结果直接嵌入到使用该函数的地方，而不是在每个源文件中生成独立的函数定义。

因此，使用constexpr int作为函数的返回类型可以避免重定义错误，因为编译器会在编译时对函数进行求值，并将结果直接嵌入到源文件中，而不会生成多个独立的函数定义。

需要注意的是，使用constexpr修饰函数的返回类型只有在函数体内部是一个可以在编译时求值的表达式时才有效。如果函数的定义依赖于运行时的变量或其他不可在编译时确定的值，那么将函数的返回类型声明为constexpr是不合法的。

2、

对于类的静态成员变量，如果你想在头文件中定义并初始化它，然后在多个源文件中包含该头文件，就会导致重定义错误。

为了解决这个问题，你可以将静态成员变量的定义放在头文件中，但将其声明放在头文件中，并在一个源文件中进行定义和初始化。然后，在其他源文件中只需包含该头文件即可。或者加inline（加constexpr无用）

3、

template<typename T>
class bb {
public:
	static const int bf;
};

template<typename T>
constexpr int bb<T>::bf = 2;

对于模板类的静态成员变量，使用constexpr关键字进行定义和初始化时，如果在头文件中定义并初始化，会导致重定义错误。

这是因为constexpr关键字要求在编译时就能够确定其值，而模板类的静态成员变量的值是在模板实例化时确定的。因此，无法在头文件中使用constexpr关键字对模板类的静态成员变量进行定义和初始化。