なぜ C では `constexpr` 関数宣言が不可欠なのでしょうか?

constexpr 関数宣言が必要な理由

C 11 では、constexpr 指定子を使用して定数式で関数を使用できます。ただし、これには厳しい要件があり、関数は単一の部分式をカプセル化するように制限されます。意図を明らかにするだけでなく、次のような疑問が生じます。なぜこのキーワードが必要なのでしょうか?

不要な依存関係の防止

constexpr キーワードは、クライアント コードがオブジェクトの変更可能な側面に依存するのを防ぐのに役立ちます。一定のままであるべき関数。現在固定値を返す関数 f() について考えてみましょう。

inline int f() { return 4; }

constexpr を使用しないと、クライアント コードはテンプレート引数や配列の次元などでコンパイル時の定数として f() を使用する可能性があります。ただし、f() が後で非定数関数になった場合、警告なしにクライアント コードが破損する可能性があります。

コンパイラの強制

constexpr はプログラマに明示的に指示することを強制します定数式に適した関数を提供し、クライアント コードがそれらの関数をそのまま信頼できるようにします。次にコンパイラはこの宣言を強制し、定数式での非定数関数の使用を禁止します。これにより、ドキュメントのみよりも強力な保証が提供されます。

非 const メンバー関数との比較

メンバー関数での const の使用と同様に、constexpr は不要な使用を防ぎます。ただし、const とは異なり、constexpr はコンパイル時に定数の結果を強制しません。これはコンパイラの実際的な制限であり、関数は可能な場合にはコンパイル時の結果を提供しながら、実行時に既知の引数に対して実行時の結果を返すことができます。

結論

constexpr キーワード関数がコンパイル時の定数として使用できることを保証するために不可欠です。関数を constexpr として明示的に宣言することで、プログラマはクライアント コードが可変の側面に依存することを防ぎ、関数の定数の性質がコンパイラによって強制されるようにすることができます。

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