C で「constexpr」関数を強制する理由: 単なる意図か、それとも真の保護か?

Constexpr 関数の宣言: 単なる意図を超えて

C 11 では constexpr 指定子が導入され、関数が定数式に参加できるようになりました。これらの関数の意図された使用法を強化する一方で、プログラマが定数式での関数の適用性を保証する責任を負っているにもかかわらず、なぜマーカーを強制するのかという疑問が生じます。

意図しないクライアント依存関係に対する保護

constexpr キーワードの強制は、クライアント コードを保護するという重要な目的を果たします。意図しない依存関係。これがないと、クライアントは定数関数が一定のままであると想定し、実装が変更されたときに初めて破損を発見する可能性があります。関数を constexpr としてマークすると、コンパイラはその関数を定数式で安全に使用できることを保証し、クライアント コードをそのような落とし穴から保護します。

例:

最初は定数を返す関数 f を考えてみましょう。この関数は、後で値を返すように変更されます。 config file.

// Original implementation
inline int f() { return 4; }

constexpr がない場合、クライアント コードは次のように無意識のうちに f を使用する可能性があります:

int my_array[f()]; // Non-constant array dimension

変更時f を構成ファイルから値を取得すると、クライアント コードはコンパイルに失敗します。関数の実行時の性質によるものです。ただし、constexpr を強制すると、コンパイラはそのような誤用を最初から防止します。

懸念への対処

批評家は、constexpr が false を提供する可能性があると主張しています。関数の実際の使いやすさを保証することなく、単に構文上の制約をチェックするだけであるため、安心感が得られます。定数式。プログラマが検証の負担を抱えているのは事実ですが、コンパイラによる constexpr の強制は、意図された使用法が遵守されていることを保証する上で依然として価値があります。

非 Const メンバー関数との比較

constexpr 関数は、その役割において非 const メンバー関数に似ています。保障措置。どちらも、クライアント コードが将来変更される可能性のある関数の動作に関する仮定に依存するのを防ぎます。ただし、constexpr は、関数が動的コンテキストで使用される場合に非定数結果のコンパイルを許可する点で異なります。

結論

constexpr 宣言は、いくつかの理由から C では不可欠です。これらは、誤ったクライアント依存関係を防止し、言語のプリプロセッサ マクロからの移行に対応し、const インターフェイスと非 const インターフェイスを区別するための信頼できるメカニズムを提供します。コンパイラーは関数の const 性を自動的に決定できませんが、constexpr 構文を強制することで、クライアント コードに一定レベルの保護が提供され、プログラム全体で一貫した使用が保証されます。

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