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c++ - constexpr 在运行时表现更差

coder 2024-02-13 原文

我编写了以下代码来测试 constexpr 阶乘评估与正常方式相比所花费的时间

#include<iostream>
#include<chrono>

constexpr long int factorialC(long int x){  return x*(x <2?1 : factorialC(x-1));}
using ns = std::chrono::nanoseconds;
using get_time = std::chrono::steady_clock;
void factorial(long int x){
    long int suma=1;
    for(long int i=1; i<=x;i++)
    {
        suma=suma*i;

    }
    std::cout<<suma<<std::endl;
}

int main(){
    long int x = 13;

    std::cout<<"Now calling the constexpr"<<std::endl;
    auto start1 = get_time::now();
    std::cout<<factorialC(x)<<std::endl;
    auto end1 = get_time::now();

    std::cout<<"Now calling the normal"<<std::endl;
    auto start2 = get_time::now();
    factorial(x);
    auto end2 = get_time::now();
    std::cout<<"Elapsed time for constexpr is "<<std::chrono::duration_cast<ns>(end1-start1).count()
    <<" Elapsed time for normal is "<<std::chrono::duration_cast<ns>(end2-start2).count()<<std::endl;
}

当我运行我得到的代码时

Now calling the constexpr                                                                                                   
1932053504                                                                                                                  
Now calling the normal                                                                                                      
1932053504                                                                                                                  
Elapsed time for constexpr is 81812 Elapsed time for normal is 72428

但是 constexpr 应该花费几乎“0”的时间，因为它已经在编译时计算过了。

但令人惊讶的是，constexpr 计算比普通阶乘要花费更多的时间。 我试着关注 this问题，但我无法在我的上下文中理解答案。

请帮助我理解它。

我编译代码通过(文件名为constexpr.cpp)

g++ --std=c++11 constexpr.cpp

V2:-

@rici 输入后，我确实将第 18 行更改为 

const long int x =13;

现在的结果是

Now calling the constexpr                                                                                                   
1932053504                                                                                                                  
Now calling the normal                                                                                                      
1932053504                                                                                                                  
Elapsed time for constexpr is 114653 Elapsed time for normal is 119052

似乎一旦我提到 x 是常量，编译器就会在编译时计算 factorialC

我在 Windows 上使用来自 MinGW32 的 g++ 4.9.3 版本

最佳答案

问题是某些constexpr 不保证在编译时求值。关键字 constexpr 只是说它可以，但编译器也可以在运行时自由评估它，因为它认为合适。

运行时间的差异可能是因为您 1) 做得不够(一次迭代没有用)和 2) 递归不如迭代快(我认为，尽管差异很小)。

为了保证编译时评估，您必须在编译器必须在编译时评估它的上下文中使用它，例如模板:

template<unsigned long long n>
auto evaluate() { return n; }

//...
auto start1 = get_time::now();
std::cout << evaluate<factorialC(x)>() << std::endl; //factorialC is evaluted
                                                     //at compile timme
auto end1 = get_time::now();

evaluate 还有一个标准库函数，std::integral_constant .您可以改用它。

关于c++ - constexpr 在运行时表现更差，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/39577829/

ampconstexprcodeltc++performancec++11

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