constexpr变量存储在哪里？

Question

我看到在stackoverflow上人们对于constexpr变量进行了广泛的讨论，但是有一件事情却没有人谈到：

constexpr变量存储在哪里？

每个人都知道C和C++程序的内存位置表：

• 堆栈
• 堆
• 静态
• 文本

操作系统（例如Linux）
对于操作系统，可执行代码和所有静态变量从硬盘驱动器中复制到RAM中分配的文本、静态等区域。然后程序作为一个进程启动。

嵌入式系统（例如Atmel控制器）
对于嵌入式系统，情况就不同了。这里的可执行代码和文字常量被永久存储在闪存中；只有静态变量被复制到RAM中。

文本或静态区域
我理解constexpr相比于#defines的好处，但对于嵌入式系统程序员来说，性能问题始终存在。在嵌入式系统中，RAM是一种昂贵的资源。因此，我需要知道constexpr变量是存储在文本区域还是静态区域。更准确地说，它们是永久存储在闪存中还是作为变量真正创建到嵌入式系统的RAM中？

- julian

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它们为什么一定要被“存储”呢？如果表达式计算结果是一个简单的整数常量，它可能会直接成为生成的汇编代码中的立即值，或者从函数自己的常量池中加载（也就是仍然在代码段内）。 - Karl Knechtel

编译器通常足够智能，避免将只读对象使用读/写内存。因此，你的constexpr很可能不会占用RAM。它是否存储为flash中的字面量，编码为指令中的立即操作数，或在运行时计算，甚至完全优化掉，取决于许多因素。 - Nate Eldredge

在某些情况下，constexpr 在编译后可能根本不存在。它们驱动代码的生成，但它们不必存在于代码（或数据）中。 - john

“每个人都知道C和C++程序的内存位置表。”-- 我猜我不是其中的一员，因为我对这个“每个人”并不了解？据我所知，C和C++在内存位置方面是中立的，部分原因是嵌入式系统可以与PC处理这些位置的方式不同。 - JaMiT

嗯...我在 Stack Overflow 上搜索了 [c++] Where are constexpr variables stored 并找到了 Where and how are constants stored?。我猜这不是重复的，因为这个问题声称这个问题是“没有人谈论”的东西，而我不想声称那些贡献者是“没有人”。我猜想从 const 到 constexpr 的更改可能会导致一个值从闪存移动到 RAM？但是，这个答案 似乎足以很好地回答当前的问题。 - JaMiT

Answer 1

constexpr并不会改变变量的存储类。因此，有了constexpr并不会改变编译器可以放置变量的位置。

然而，constexpr变量有一些重要的特点。任何变量都可能具备这些特点，但是constexpr限定符明确要求：

1. 该变量不能被更改（隐式为const）。
2. 该变量用编译时常量表达式初始化。

鉴于这些事实，编译器可以将存储基本上放在任何地方。如果类型与寄存器类型匹配，并且值足够大，可以通过单个“加载字面值”操作码加载，则编译器可以将变量的每个使用转换为仅将字面值加载到寄存器中。

当然，如果您开始做一些像获取变量地址之类的事情，它可能需要占用实际存储空间。但即使如此，这也取决于编译器内联的好坏程度。

- Nicol Bolas