constexpr在运行时表现更差

Question

我编写了以下代码来测试constexpr析因与正常方式评估所用的时间

#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;
}

当我运行代码时,我得到了

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应该花费近乎"0"的时间,因为它已经在编译期间计算过了.

但令人惊讶的是,constexpr计算需要比正常因子工作更多的时间.我试图按照这个问题,但我无法理解我的背景.

请帮我理解一下.

我编译了代码(文件名是constexpr.cpp)

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

V2: -

在@rici输入之后,我确实将第18行更改为

const long int x =13;

结果现在是

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

似乎有一次我提到x为const,编译器在编译时计算factorialC

我在Windows上使用MinGW32的4.9.3版g ++

Answer 1

问题是无法保证在编译时评估某些constexpr内容.该关键字只是说它可以,但编译器也可以在运行时自由地评估它,因为它认为合适.constexpr

运行时间的差异可能是因为你1)做得不够(一次迭代什么都没有)和2)递归没有迭代那么快(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对其进行评估的上下文中使用它,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();

_{还有一个标准库函数evaluate,std::integral_constant.你可以改用它.}