為什麼在 C 中強制執行 `constexpr` 函數：只是意圖還是真正的保護？

Constexpr 函數宣告：超越單純的意圖

C 11 引入了 constexpr 說明符，允許函數參與常數表達式。雖然它強化了這些函數的預期用途，但問題出現了：既然程式設計師仍然有責任確保函數在常數表達式中的適用性，為什麼還要強制執行標記呢？

防止意外的客戶端依賴

強制使用 constexpr 關鍵字有一個重要目的：保護客戶端程式碼免受無意的依賴。如果沒有它，客戶端可能會假設恆定函數保持不變，但在更改實現時才發現損壞。透過將函數標記為 constexpr，編譯器保證它可以安全地用在常數表達式中，從而保護客戶端程式碼免受此類陷阱的影響。

例：

考慮一個函數f，它最初回傳一個常數，但後來被修改為從a傳回一個值

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

在缺少constexpr 的情況下，客戶端程式碼可能會不知不覺地使用f，如下：

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

更改後f 從設定檔中檢索其值，客戶端程式碼將無法編譯，因為函數的執行時間性質。然而，透過強制執行 constexpr，編譯器將從一開始就防止此類濫用。

解決問題

批評者認為constexpr 可能會提供錯誤的結果安全感，因為它只檢查語法約束，而不保證函數在常數表達式中的實際可用性。雖然程式設計師確實保留了驗證的負擔，但編譯器強制執行constexpr對於確保遵守預期用途仍然很有價值。

與非常量成員函數的比較

constexpr 函數在其保護作用方面類似於非常量成員函數。兩者都可以防止客戶端程式碼依賴對未來可能發生變化的函數行為的假設。然而，constexpr 的不同之處在於，當函數在動態上下文中使用時，允許編譯非常量結果。

結論

constexpr 聲明在 C 中至關重要，原因有幾個。它們可以防止錯誤的客戶端依賴關係，與語言遠離預處理器巨集的方向保持一致，並提供可靠的機制來區分 const 和非常量介面。雖然編譯器無法自動確定函數的常數性，但強制執行 constexpr 語法可為客戶端程式碼提供一定程度的保護，並確保整個程式的使用一致。

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