能否通过返回const对象强制含非const数组的constexpr函数编译期求值？

答案是：不会——仅仅将返回对象声明为const并不会强制calculations函数在编译期完成计算。下面来拆解原因和解决方法：

核心误区：const vs constexpr #

首先要明确这两个关键字的本质区别：

• const仅表示变量不可被修改，但它的值完全可以是运行期才确定的；
• constexpr才是强制要求变量是编译期可计算的常量表达式，这才会触发constexpr函数的编译期求值逻辑。

你的代码里const auto obj2 = ...只是让obj2不可修改，但并没有要求它必须是编译期常量，所以编译器完全可以选择在运行期执行calculations函数。

constexpr函数的求值触发条件 #

constexpr函数的求值时机完全取决于它的使用上下文，只有当它被用于以下场景时，才会被强制要求在编译期求值：

• 初始化constexpr变量；
• 作为模板参数传递；
• 定义数组的大小；
• 初始化枚举成员；
• 作为static_assert的参数等其他需要常量表达式的场景。

回到你的代码，calculations的调用上下文只是初始化一个const变量，不属于上述强制编译期求值的场景。

如何强制编译期求值？ #

如果你想让calculations必须在编译期完成计算，需要做两个关键修改：

1. 将obj2声明为constexpr #

把main里的obj2声明改成：

constexpr auto obj2 = calculations<double, size>(obj1);

这会明确告诉编译器：obj2必须是编译期常量，因此必须在编译期执行calculations函数。

2. 确保函数内部操作符合常量表达式要求 #

你的代码里还有一个隐藏问题：Array的构造函数不是constexpr，即使你把obj2改成constexpr，编译器也无法在编译期执行Example的构造函数（因为它会调用Array的非constexpr构造函数）。所以需要给Array的构造函数加上constexpr关键字：

template<int Size, typename T>
struct Array{
    T array[Size];
    // 添加constexpr修饰构造函数
    constexpr Array(const T * a){
        for(int i = 0; i < Size; i++){
            array[i] = a[i];
        }
    }
};

做完这两个修改后，calculations就会被强制在编译期求值了。

补充：关于函数内的非const数组 #

你提到函数内有非const数组D test1[2];，这在C++14及以后的constexpr函数里是允许的——constexpr函数允许修改自动存储期的变量，只要这些操作符合常量表达式的规则。所以这个数组本身不会阻碍编译期求值，真正的关键还是调用上下文是否要求常量表达式。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者M.Mac