const与constexpr的区别

constexpr是C++11的内容，其功能是 ==使指定的常量表达式获得在程序编译阶段计算出结果的能力，而不必等到程序运行阶段== 。

提出它的目的主要是为了解决const双重语义的问题。

"双重语义"是指”常量“与”只读“。

要搞清楚const与constexpr的关系，首先应该从”常量“与”只读“的区别入手。

只读：侧重对变量或对象本身的属性或者权力。即某个变量没有权利(通过自身)更改其内存。如下：

1
2
int b = 10;
const int a = b;
不可通过a变量来修改a内存中的内容。

值得一提的是，这只是强调不可通过a来修改其内存，即不能继续以下操作:

a = 20;//a为只读，不可修改

但是却可以通过其他办法来改变其内存，很简单，使用指针修改即可：

int* pa = (int*)&a;

*pa = 30;//a的值就被修改成了30.

需要强调的是，C++中通过引用或指针修改const的值，只适用于赋的值为左值(变量)的情况！(即const int a = b;) 当被赋的值为右值(即字面量)时（const int a = 10;）便不可被修改。至于为什么，请看下文。

常量：侧重内存本身是常量，任何方式都无法修改此部分内存，如下：

constexpr int a = 10;

a此时就与一个常量绑定了，在编译期间，a就会被10替换(类似于宏替换)，以达到优化

注意：使用constexpr时，= 右边必须是右值(即字面常量)，而不可为变量！

为了区分这两者，C++将“常量”交给了constexpr，将“只读”交给了const。

还需要注意的是，C++与C不同，后者访问const 变量的值是通过其内存获取的，而前者是通过 常量折叠 （指const变量（即常量）值放在编译器的符号表中，计算时编译器直接从表中取值，省去了访问内存的时间，从而达到了优化）来获取其值的。所以当如下定义时，const与constexpr效果完全相同：

const int a = 10;//与下等价：

constexpr int a = 10;//这两种情况,a的值无论如何也无法改变

值得一提的是，下面两种情况是不等价的：

int b = 10;

const int a = b;//第一种

const int a = 10//第二种

第一种情况虽然在语义上和第二种相同，但编译器对二者的处理是不一样的。前者是 运行期常量 ，后者是 编译期常量 。可参考此链接

运行期常量不会进行常量折叠，编译器常量才会进行。为什么？因为运行期常量需要等到代码运行时才能确定，我们完全可以写出如下代码：
1
2
3
int k;
cin>>k;
const int a = max(k,10);
很显然，a的值需要等到我们输入k后才能确定。

此时，a就不可进行常量折叠了(因为常量折叠是在编译期进行的，而这时我们还没输入k)，而是通过C语言的方式，在内存的常量区域开辟空间存放常量a的值，且此后获取a的值都需要访问其内存，而不是直接从符号表中获取。下面用一个最简单的例子进行对比：
1
2
const int size = 10;
int arr[size] = {0}; //没有问题
1
2
3
int a = 10;
const int size = a;
int arr[size] = {0}; //报错，因为完全可用在第一行与第二行直接再对a进行运行时修改。

最后再简单总结const，constexpr与#define的区别：

const：

1.const强调为"只读"，本质仍是变量，可以被间接修改(通过引用方式)。

2.const有可能为编译期常量，也可能为运行期常量。

3.定义时会在内存中分配，后面调用只是给出对应的内存地址，不再分配，节省内存空间。
constexpr：
1. constexpr强调"不可修改"，是真正的常量。
2. constexpr限定在了编译期常量。
宏定义：

1.在预处理阶段展开；

2.没有类型，不做类型检查，仅仅是展开；

3.define宏定义时不分配内存，但是每次调用均会分配一次内存，会造成内存浪费；