Warum sind „constexpr'-Funktionsdeklarationen in C unerlässlich?

Warum sind constexpr-Funktionsdeklarationen erforderlich?

In C 11 ermöglicht der constexpr-Spezifizierer die Verwendung von Funktionen in konstanten Ausdrücken. Allerdings sind damit strenge Anforderungen verbunden, die die Funktionen auf die Kapselung eines einzelnen Unterausdrucks beschränken. Über die Offenlegung der Absicht hinaus wirft es die Frage auf: Warum ist dieses Schlüsselwort notwendig?

Unerwünschte Abhängigkeit verhindern

Das Schlüsselwort constexpr hilft zu verhindern, dass Client-Code auf veränderlichen Aspekten von a basiert Funktion, die konstant bleiben soll. Stellen Sie sich eine Funktion f() vor, die derzeit einen festen Wert zurückgibt:

inline int f() { return 4; }

Ohne constexpr verwendet Clientcode möglicherweise f() als Konstante zur Kompilierungszeit, z. B. in Vorlagenargumenten oder Array-Dimensionen. Sollte f() jedoch später zu einer nicht konstanten Funktion werden, könnte es den Client-Code ohne Vorwarnung zerstören.

Compiler-Durchsetzung

constexpr zwingt Programmierer dazu, explizit darauf hinzuweisen Funktionen, die für konstante Ausdrücke geeignet sind, um sicherzustellen, dass sich der Clientcode als solche auf sie verlassen kann. Der Compiler erzwingt dann diese Deklaration und verbietet die Verwendung nicht konstanter Funktionen in konstanten Ausdrücken. Dies bietet eine stärkere Garantie als die Dokumentation allein.

Vergleich mit nicht konstanten Mitgliedsfunktionen

Ähnlich wie die Verwendung von const mit Mitgliedsfunktionen verhindert constexpr unerwünschte Verwendung. Im Gegensatz zu const erzwingt constexpr jedoch kein konstantes Ergebnis zur Kompilierungszeit. Dies ist eine praktische Einschränkung von Compilern, die es Funktionen ermöglicht, Laufzeitergebnisse für zur Laufzeit bekannte Argumente zurückzugeben und gleichzeitig, wenn möglich, Ergebnisse zur Kompilierungszeit bereitzustellen.

Fazit

Das Schlüsselwort constexpr ist wichtig, um sicherzustellen, dass Funktionen als Konstanten zur Kompilierungszeit verwendet werden können. Durch die explizite Deklaration von Funktionen als constexpr können Programmierer verhindern, dass Client-Code von veränderlichen Aspekten abhängt, und sicherstellen, dass die Konstante der Funktion vom Compiler erzwungen wird.

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