预计算

当编译器可以推断某个变量不依赖于任何用户提供的数据时，他们可以在编译时计算其值，并将其嵌入生成的机器代码，转化为常量。

这种优化对性能有很大帮助，但它不是C++标准的一部分，所以编译器不必这么做。当编译时计算很难实现或时间密集时，编译器可能会错过这个机会。

常量表达式

一个更可靠的解决方案，在现代C++中，可以将函数标记为constexpr；如果它是通过传递常量来调用的，则其值保证在编译时计算：

constexpr int fibonacci(int n) {
    if (n <= 2)
        return 1;
    return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
}

static_assert(fibonacci(10) == 55);

这些函数有一些限制，比如它们只能调用其他constexpr函数，不能进行内存分配，但除此之外，它们还是会“按原样”执行。

请注意，虽然constexpr函数在运行时不会花费任何费用，但它们仍然会增加编译时间，因此至少还是要关心一下它们的效率，不要在其中放入非确定性多项式完全问题(NP-Complete，NPC)的东西：

constexpr int fibonacci(int n) {
    int a = 1, b = 1;
    while (n--) {
        int c = a + b;
        a = b;
        b = c;
    }
    return b;
}

在早期的C++标准中，曾经有更多的限制，比如你不能在其中使用任何声明，必须依赖递归，所以整个过程感觉更像是Haskell编程（一种函数式编程语言），而不是C++。自从C++17以来，你甚至可以使用强制方式计算静态数组，这对于预计算查找表非常有用：

struct Precalc {
    int isqrt[1000];

    constexpr Precalc() : isqrt{} {
        for (int i = 0; i < 1000; i++)
            isqrt[i] = int(sqrt(i));
    }
};

constexpr Precalc P;

static_assert(P.isqrt[42] == 6);

请注意，当你在调用constexpr函数时传递非常量，编译器在编译时可能会也可能不会计算它们：

for (int i = 0; i < 100; i++)
    cout << fibonacci(i) << endl;

在这个例子中，尽管我们执行恒定次数的迭代，并使用编译时已知的参数调用fibonacci，但从技术上来说，它们不是编译时常数。是否优化这个循环取决于编译器——对于繁重的计算，编译器通常选择不优化。