const vs constexpr em variáveis

Existe uma diferença entre as seguintes definições?

const     double PI = 3.141592653589793;
constexpr double PI = 3.141592653589793;

Caso contrário, qual estilo é preferido no C ++ 11?

Eu acredito que há uma diferença. Vamos renomeá-los para que possamos falar sobre eles mais facilmente:

const     double PI1 = 3.141592653589793;
constexpr double PI2 = 3.141592653589793;

Ambos PI1e PI2são constantes, o que significa que você não pode modificá-los. No entanto, apenas PI2 é uma constante em tempo de compilação. Ele deve ser inicializado em tempo de compilação. PI1pode ser inicializado em tempo de compilação ou tempo de execução. Além disso, somente PI2 pode ser usado em um contexto que requer uma constante em tempo de compilação. Por exemplo:

constexpr double PI3 = PI1;  // error

mas:

constexpr double PI3 = PI2;  // ok

e:

static_assert(PI1 == 3.141592653589793, "");  // error

mas:

static_assert(PI2 == 3.141592653589793, "");  // ok

Quanto ao que você deve usar? Use o que atenda às suas necessidades. Deseja garantir que você tenha uma constante de tempo de compilação que possa ser usada em contextos em que é necessária uma constante em tempo de compilação? Deseja inicializá-lo com um cálculo feito em tempo de execução? Etc.

Não há diferença aqui, mas importa quando você tem um tipo que tem um construtor.

struct S {
    constexpr S(int);
};

const S s0(0);
constexpr S s1(1);

s0é uma constante, mas não promete ser inicializado em tempo de compilação. s1é marcado constexpr, portanto é uma constante e, como So construtor também é marcado constexpr, ele será inicializado em tempo de compilação.

Principalmente isso importa quando a inicialização em tempo de execução consumiria muito tempo e você deseja enviar esse trabalho para o compilador, onde também consome tempo, mas não diminui o tempo de execução do programa compilado.

constexpr indica um valor constante e conhecido durante a compilação.
const indica um valor que é apenas constante; não é obrigatório saber durante a compilação.

int sz;
constexpr auto arraySize1 = sz;    // error! sz's value unknown at compilation
std::array<int, sz> data1;         // error! same problem

constexpr auto arraySize2 = 10;    // fine, 10 is a compile-time constant
std::array<int, arraySize2> data2; // fine, arraySize2 is constexpr

Observe que const não oferece a mesma garantia que constexpr, porque os objetos const não precisam ser inicializados com valores conhecidos durante a compilação.

int sz;
const auto arraySize = sz;       // fine, arraySize is const copy of sz
std::array<int, arraySize> data; // error! arraySize's value unknown at compilation

Todos os objetos constexpr são const, mas nem todos os objetos const são constexpr.

Se você deseja que os compiladores garantam que uma variável tenha um valor que possa ser usado em contextos que exigem constantes em tempo de compilação, a ferramenta a ser alcançada é constexpr, não const.

Uma constante simbólica constexpr deve receber um valor conhecido em tempo de compilação. Por exemplo:

constexpr int max = 100; 
void use(int n)
{
    constexpr int c1 = max+7; // OK: c1 is 107
    constexpr int c2 = n+7;   // Error: we don’t know the value of c2
    // ...
}

Para lidar com casos em que o valor de uma “variável” inicializado com um valor que não é conhecido no momento da compilação, mas nunca muda após a inicialização, o C ++ oferece uma segunda forma de constante (uma const ). Por exemplo:

constexpr int max = 100; 
void use(int n)
{
    constexpr int c1 = max+7; // OK: c1 is 107
    const int c2 = n+7; // OK, but don’t try to change the value of c2
    // ...
    c2 = 7; // error: c2 is a const
}

Tais " variáveis const " são muito comuns por dois motivos:

1. O C ++ 98 não tinha constexpr; portanto, as pessoas usavam const .
2. O item de lista “Variáveis” que não são expressões constantes (seu valor não é conhecido no momento da compilação), mas não alteram os valores após a inicialização, eles próprios são amplamente úteis.

Referência: "Programação: princípios e práticas usando C ++" por Stroustrup