Программирование во время компиляции с constexpr

Функция constexpr - это обычная функция с одним дополнительным свойством: ей разрешено выполняться во время компиляции. Произойдёт ли это на самом деле, целиком зависит от места вызова. Вызванная в контексте константного вычисления с константными аргументами, она вычисляется компилятором, и ответ сохраняется как литерал. Вызванная с обычным значением времени выполнения, она ведёт себя как любая другая функция и выполняется на процессоре. Одно определение - два возможных времени выполнения.

constexpr long factorial(int n) {
    long result = 1;                 // C++14: локальные переменные, циклы
    for (int i = 2; i <= n; ++i)     // и мутация - всё разрешено
        result *= i;
    return result;
}

constexpr long f5 = factorial(5);    // вычислит компилятор -> 120
int r = read_int();                  // некое значение времени выполнения
long fr = factorial(r);              // та же функция, выполняется во время работы

Обратите внимание, насколько это читаемее рекурсивного шаблонного факториала из темы Метапрограммирование на шаблонах. Это обычный императивный код. С C++14 функция constexpr может содержать циклы, несколько операторов, локальные переменные и их изменение; ограничение C++11 на единственный return давно снято.

Что считается контекстом константного вычисления? Места, где язык требует константное выражение:

• инициализатор переменной constexpr или условие static_assert;
• нетиповой аргумент шаблона, например std::array<int, factorial(5)>;
• размер массива, значение перечислителя, метка case.