Pourquoi C exclut-il les comportements non définis des expressions constantes ?

Pourquoi les expressions constantes excluent les comportements non définis

En C, les expressions constantes sont des expressions mathématiques qui sont évaluées au moment de la compilation. Lors de l'évaluation de ces expressions, il est essentiel de gérer les cas où un comportement non défini (UB) pourrait se produire.

La clause d'exclusion

La norme C, dans la section 5.19, indique explicitement une exclusion pour un comportement non défini dans une expression constante de base :

"...une opération qui aurait un comportement indéfini [...] n'est pas prise en compte."

Objectif du Exclusion

Cette clause d'exclusion sert deux objectifs principaux :

1. Détection des erreurs au moment de la compilation : En excluant UB, le compilateur peut identifier et signaler les erreurs liées à UB au moment de la compilation plutôt qu'au moment de l'exécution. Cela permet une détection et une correction précoces des problèmes potentiels.
2. Facilitation des outils de compilation : L'exclusion permet la création d'outils et de techniques capables d'exploiter des expressions constantes de manière fiable. Par exemple, les bibliothèques de métaprogrammation peuvent utiliser des expressions constantes pour effectuer des calculs au moment de la compilation sans introduire de comportement non défini.

Exemple et avantages

Considérez l'expression suivante :

constexpr int x = std::numeric_limits<int>::max() + 1;

Sans la clause d'exclusion, cette expression serait considérée comme une expression constante car elle n'implique aucune des opérations explicitement exclues. Cependant, il présenterait toujours UB en raison d'un dépassement d'entier.

La clause d'exclusion permet au compilateur de détecter cet UB au moment de la compilation, comme démontré ci-dessous :

error: constexpr variable 'x' must be initialized by a constant expression
    constexpr int x = std::numeric_limits<int>::max() + 1 ;

Utilisation de SFINAE

La clause d'exclusion permet également l'utilisation d'expressions constantes dans SFINAE (Substitution Failure Is Not An Error) pour déterminer si une expression provoquerait UB au moment de la compilation. Par exemple, l'extrait de code suivant illustre comment détecter un dépassement d'addition d'entier :

template <typename T1, typename T2>
struct addIsDefined
{
    static constexpr bool isDefined()
    {
        return isDefinedHelper<T1, T2>(0);
    }

    template <T1 t1, T2 t2, decltype(t1 + t2) result = t1 + t2>
    static constexpr bool isDefinedHelper(int)
    {
        return true;
    }

    template <T1 t1, T2 t2>
    static constexpr bool isDefinedHelper(...)
    {
        return false;
    }
};

En résumé, la présence d'une clause d'exclusion pour un comportement non défini dans les expressions constantes permet au compilateur de détecter UB au moment de la compilation, ce qui facilite le développement d'un code plus sûr et plus fiable.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!