练习1：使用 constexpr 实现编译期合法性检查¶

任务描述¶

编写函数 isValidScore，判断一个整数成绩是否有效。

成绩的合法范围为 0 到 100，包含边界值 0 和 100：成绩在该范围内时返回 true，否则返回 false。

本任务要求将该函数声明为 constexpr，使编译器能够在编译期调用它，并通过 static_assert 对结果进行检查。

相关知识¶

`constexpr`：编译期常量表达式¶

constexpr 是 C++11 引入的关键字，用于表示可以在编译期计算的常量表达式，比 const 更严格。

对比项	`const`	`constexpr`
求值时机	可以是运行时，也可以是编译期	必须是编译期
初始化	可以在运行时初始化	必须在编译期初始化
用途	表示"只读"	表示"编译期常量"
函数支持	不能修饰函数（函数没有const）	可以修饰函数（编译期求值）

constexpr int square(int x) {
    return x * x;
}

constexpr int result = square(5);  // 编译期计算

constexpr 函数既可以在编译期调用，也可以在运行期调用。

constexpr int cube(int x) {
    return x * x * x;
}

constexpr bool compileTimeResult = cube(85);  // 编译期调用
bool runtimeResult = cube(90);                // 运行期调用

使用建议

需要编译期常量时优先使用 constexpr（如数组长度、模板参数）。
表示运行时只读时使用 const。
constexpr 函数可以在运行时调用，也可以在编译期调用。

`static_assert`：编译期断言¶

static_assert 用于在编译期验证一个条件。条件为 false 时，程序无法通过编译。

static_assert(1 + 1 == 2);  // 条件成立，可以编译

本任务中，static_assert 用于验证 isValidScore 能够在编译期正确判断边界成绩和非法成绩。

如果函数未使用 constexpr 声明，则下列代码无法通过编译：

bool isValidScore(int score) {
    return score >= 0 && score <= 100;
}

static_assert(isValidScore(85));  // 错误：条件不是编译期常量表达式

编程要求¶

使用 C++11 标准编写程序。
完成函数 isValidScore 的函数体。
函数必须采用以下声明形式：

constexpr bool isValidScore(int score);

当 score 在 [0, 100] 范围内时返回 true。
当 score 小于 0 或大于 100 时返回 false。
在 test 函数中使用 static_assert 进行编译期测试。
在 test 函数中使用 assert 进行运行期测试。
在 main 函数中调用 test 函数，并保留测试通过信息与返回语句。

待完成代码¶

#include <cassert>
#include <iostream>

// TODO：完成函数体，函数必须能够在编译期求值
constexpr bool isValidScore(int score) {
    // TODO
}

void test() {
    // 编译期测试
    static_assert(isValidScore(0));
    static_assert(isValidScore(100));
    static_assert(!isValidScore(-1));
    static_assert(!isValidScore(101));

    // 运行期测试
    assert(isValidScore(85));
    assert(!isValidScore(120));
}

int main() {
    test();

    std::cout << "第1关测试通过" << std::endl;
    return 0;
}

测试说明¶

test 函数应覆盖以下成绩边界与典型情况：

测试项	函数调用	预期结果	测试阶段
最小合法成绩	`isValidScore(0)`	`true`	编译期
最大合法成绩	`isValidScore(100)`	`true`	编译期
小于最小值	`isValidScore(-1)`	`false`	编译期
大于最大值	`isValidScore(101)`	`false`	编译期
正常合法成绩	`isValidScore(85)`	`true`	运行期
正常非法成绩	`isValidScore(120)`	`false`	运行期

若将判断条件错误写为：

return score > 0 && score < 100;

则 static_assert(isValidScore(0)) 和 static_assert(isValidScore(100)) 会导致编译失败。这说明边界值 0 与 100 也必须被正确处理。

开始你的任务吧，祝你成功！