Wie schützen constexpr-Funktionen wie const-Mitglieder Clientcode vor unerwarteten Abhängigkeitsänderungen?

Warum Const-Markierungen die Vorteile von Constexpr-Funktionen verbessern

C 11 führte den constexpr-Spezifizierer ein, der die Verwendung von Funktionen in konstanten Ausdrücken ermöglicht . Obwohl es strenge Anforderungen an das Funktionsverhalten stellt, stellt es einen entscheidenden Vorteil dar.

Verhindern unerwarteter Abhängigkeiten

Stellen Sie sich ein Szenario vor, in dem eine Bibliotheksfunktion zunächst eine Konstante zurückgibt, z dargestellt in awesome_lib.hpp:

inline int f() { return 4; }

Ohne constexpr könnte Client-Code verwendet werden Diese Funktion wird für Zwecke verwendet, die Konstanten zur Kompilierungszeit erfordern, wie z. B. Vorlagenargumente oder Array-Dimensionen.

#include <awesome_lib.hpp>
#include <array>

std::array<int, f()>;   // needs CT template arg
int my_c_array[f()];             // needs CT array dimension

Wenn sich jedoch die Implementierung von f() ändern würde, um seinen Wert aus einer Konfigurationsdatei abzurufen, würde dieser Clientcode dies tun brechen. Diese Änderung würde die Nutzung der Schnittstelle ohne Wissen des Client-Programmierers effektiv verändern.

Indem der Programmierer die Funktion als constexpr markiert, erkennt er an, dass der Client-Code vernünftigerweise davon ausgehen kann, dass er konstant ist. Dadurch wird sichergestellt, dass die Nutzung der Bibliotheksfunktion nicht durch Implementierungsänderungen beeinträchtigt wird. Der Compiler erzwingt diese Erwartung und garantiert, dass der Clientcode nicht von nicht konstanten Funktionen abhängt.

Vergleich mit dem Const-Spezifizierer der Mitgliedsfunktion

Ähnlich dem Const-Spezifizierer Bei Mitgliedsfunktionen verhindert der constexpr-Spezifizierer, dass Clientcode auf Funktionen angewiesen ist, die in Zukunft möglicherweise nicht mehr verfügbar sein werden. Sie unterscheiden sich jedoch in ihren Durchsetzungsmechanismen.

Der const-Spezifizierer stellt sicher, dass andere Mitgliedsfunktionen innerhalb einer konstanten Mitgliedsfunktion ebenfalls konstant sind, wohingegen constexpr keine konstanten Ergebnisse zur Kompilierungszeit für alle seine Verwendungen erzwingt. Diese Flexibilität ermöglicht Hybridfunktionen, die nach Möglichkeit Ergebnisse zur Kompilierungszeit zurückgeben können, in Nicht-Constexpr-Kontexten jedoch auf Laufzeitberechnungen zurückgreifen.

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