C 如何防止常量表达式中的未定义行为？

常量表达式中的未定义行为排除

简介

C 标准规定常量表达式不应涉及导致未定义行为的操作。这一要求虽然最初令人困惑，但提供了几个好处并增强了常量表达式的功能。

排除的基本原理

未定义的行为通常由指针算术、有符号整数溢出或某些特定操作等操作引起。轮班操作。允许在常量表达式中进行这些操作将破坏在编译时提供确定性结果的目标。这会在这些表达式的计算中引入不确定性和潜在的不一致。

编译器对未定义行为的检测

通过排除常量表达式中的未定义行为，编译器可以在编译过程中主动检测并报告此类问题。例如，尝试创建使用包含未定义行为的表达式初始化的 constexpr 变量将导致错误。

SFINAE 和未定义行为检测

可以通过 SFINAE 利用此排除来确定是否存在加法表达式会导致溢出。通过创建一个模板来检查加法运算是否会导致未定义的行为，我们可以利用这些知识来避免潜在的错误。

标准的演变

最初，标准对于处理并不清楚常量表达式中未定义的行为。然而，随后的更新澄清了在此上下文中不应允许未定义的行为。此更改强化了在编译时诊断常量表达式中未定义行为的意图。

结论

排除常量表达式中的未定义行为是增强常量表达式可靠性和实用性的关键要求。它使编译器能够及早发现此类问题，帮助通过 SFINAE 检测未定义的行为，并符合确定性编译时评估的标准目标。

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