如何定义和使用C++常量 const和constexpr关键字解析

在c++++中，const用于运行时常量，值可在运行时确定，适用于配置参数、函数返回值等场景；constexpr用于编译时常量，必须在编译期求值，适合数组大小、模板参数等场合；1. const变量可在运行时初始化，支持外部链接以避免代码膨胀；2. constexpr要求表达式在编译期计算，提升性能与灵活性；3. constexpr隐含const语义，现代c++推荐优先使用constexpr；4. 类中静态常量可用static constexpr直接内联定义。

在C++中，定义常量的常用方式是使用

const

和

constexpr

关键字。虽然它们都能用来声明不可变的值，但它们之间有一些关键区别，适用于不同的场景。

const 是运行时常量，适合基本不变的数据

const

是最早引入的关键字，用于声明一个变量为“只读”。也就是说，它不能被修改，但它的值可以在运行时确定。

例如：

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const int max_value = get_max();  // 假设 get_max() 返回一个 int

上面的例子中，

max_value

的值是在程序运行时由函数调用决定的。虽然它不能被修改，但它不是一个编译时常量。

适用场景：

• 表示不会改变的配置参数
• 函数返回值或类成员变量中不希望被修改的内容
• 在多线程环境中避免数据竞争的小型只读数据

需要注意的是，

const

变量在不同编译单元中可能会有多个副本（特别是当它们被定义为

static

或放在头文件中时），这可能导致代码膨胀，可以通过

extern const

来避免。

constexpr 是编译时常量，适合需要在编译阶段求值的场合

constexpr

是 C++11 引入的新关键字，强调表达式必须在编译阶段就能计算出结果。这意味着它更适合用于数组大小、模板参数等要求编译期常量的地方。

例如：

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constexpr int array_size = 10; int arr[array_size];  // 合法，array_size 是编译时常量

如果尝试将

const

替换为

constexpr

不合适的情况，比如依赖运行时函数，编译器会报错：

constexpr int value = get_runtime_value();  // 如果 get_runtime_value() 不是 constexpr 函数，会报错

使用建议：

• 优先用

  constexpr

  定义数值型常量

• 当你需要在模板参数、数组大小、case 标签中使用常量时，必须用

  constexpr
• 尽量让函数也支持

  constexpr

  ，以提升性能和灵活性

const 和 constexpr 的兼容与区别

有时候你会看到既有

const

又有

constexpr

的写法：

constexpr const int version = 3;

其实从 C++11 开始，

constexpr

已经隐含了

const

的语义，所以可以简化为：

constexpr int version = 3;

两者的主要区别如下：

• const

  可以修饰运行时才确定的常量；

  constexpr

  必须在编译时确定

• constexpr

  更严格，能保证常量折叠和优化

• constexpr

  可以用于函数和构造函数，实现更复杂的编译期计算

实际使用中如何选择？

如果你在写一个现代 C++ 程序，推荐的做法是：

• 对于数值型、字符串字面量等简单常量，优先使用

  constexpr
• 对于运行时初始化的对象或变量，使用

  const
• 避免在头文件中直接定义非

  constexpr

  的

  const

  变量，除非你加了

  extern

另外，在类中定义静态常量时，如果是整型且值已知，可以用

static constexpr

：

class Config { public:     static constexpr int default_timeout = 5000; };

这样可以直接在类内初始化，不需要额外在 .cpp 文件中定义。

基本上就这些。

const

和

constexpr

虽然看起来差不多，但在实际开发中用途差异明显。理解它们的区别和适用场景，有助于写出更高效、更安全的 C++ 代码。