constexpr的作用（转）
原文： https://www.zhihu.com/question/274323507
其他参考：https://zhuanlan.zhihu.com/p/20206577
constexpr 的主要用处有
- 拓宽「常量表达式」的范围
- 提供显式「要求」表达式编译时（compile-time）求值的方法
为什么要拓宽「常量表达式」的范围，从原本标准库中的很多尴尬之处就可以看出：
比如我们都知道 INT_MAX 是 C 语言的遗物，C++ 则更希望大家使用 std::numeric_limits<int>::max() 来拿 int 型的上限。然而不幸的是，后者是个函数调用而不是常量，使用起来可能需要花更多性能上的心思，没有前者那么自由。
又比如标准文件流，它的构造函数可以带上这样的第二个参数：
std::fstream foo("foo.txt", std::ios::in | std::ios::out);
这个参数是 openmode 类型的，是由实现具体定义的一种 Bitmask 类型。出于类型安全的考虑，通常用枚举值实现而不是整型。但是这样一来就有个问题，同样是写 std::ios::in | std::ios::out，如果用整型的话可以作为常量表达式使用，而为了类型安全考虑换用枚举实现（尤其是重载 | 操作符）后，就再也不可能是常量表达式了。
inline openmode operator|(openmode lhs, openmode rhs) { return openmode(int_type(lhs) | int_type(rhs)); }
明明是这样简单的函数，可是对它的调用却不是常量表达式（如果是常量表达式的话就不用在运行时对这个函数进行求值计算了，而是在编译时就可以计算出结果）。这就让委员会陷入了必须在「类型安全」和「效率」里二选一的尴尬境地。
（也就是说，枚举类型可以保证类型安全(因为枚举类型取值有限，使用枚举类型就表明这个值在这里只表示这个意思，限制了使用范围，不作他用)，但枚举类型的值不是常量表达式，而整形可以是常量表达式，可以在编译期就进行计算处理，不用在运行的时候计算，效率更高）
标准库里会遇到这样的问题，大家日常使用也会遇到。加之标准委员会很想借此机会把原本标准中对于「常量表达式」（尤其是整型常量表达式）复杂的定义重构简化，引入 constexpr 就很合情合理了。
（此处解释的是把「对某些简单函数的调用」加入「常量表达式」定义的出发点。其它的比如 constexpr 构造函数的用途，套路是一样的，请自行脑补。）
说到这里，「constexpr 函数」并不能和「编译时求值」划等号(但非函数的constexpr表达式是编译时求值的)，它只表达了「这个函数具备这样的能力」。
所以才有了 constexpr 的第二个功能：「显式『要求』表达式编译时求值」（这个时候有了它就相当于要求编译时求值，要做到这点就要求给变量初始化的表达时必须是常量表达式）。把它放到变量定义前，那么用来初始化这个变量的表达式「必须」是常量表达式，否则报错。
对于constexpr 函数而言，只有同时满足
- 所有参数都是常量表达式
- 返回的结果被用于常量表达式（比如用于初始化 constexpr 数据） // 注意！是说结果被赋给的必须是常量表达式！而不是说返回的结果是常量表达式！
才会触发编译时求值。如果只有参数是常量表达式而结果不是，那么是否触发编译时求值取决于具体实现。
（就是说，函数/非函数constexpr表达式都可以编译时求值，只不过函数要满足以上2个条件。这样，我们使用constexpr函数来初始化变量时，就可以做到编译时求值，即没有类型安全问题(采用constexpr函数来初始化，而不是用整形变量)，又提高了效率(编译时求值)）
eg: int a = constexprFunc();
C++17 的 constexpr if 虽然严格意义上不是 constexpr 而是 if 的一部分，但既然名字里带 constexpr，也顺便提一下。
constexpr if 的主要用途是简化模板代码（这也意味着除非你是库作者或者模板狂魔，很少会用到）。很多原本需要绕弯借助 SFINAE 或者类型 Tag 来实现，需要拆成 N 个函数的功能，可以借助 constexpr if 写到一个函数里。
（还有一个用途是可以代替类似 #if 的功能，但……我觉得是邪道。）
