Что такое constexpr в C++?

Question

Я действительно смущен о концепции constexpr, так как я прочитал constexpr, оценивается во время компиляции, поэтому он полезен для оптимизации производительности по сравнению с обычным const.

constexpr int i = 0; 
constexpr int& ri = i; 

Приведенный выше код возвращает ошибку «неверный инициализации ссылки типа„ИНТ &“из выражения типа„сопзЬ Int“», почему?

Кроме того, следующий код содержит ошибку:

constexpr int i = 0; 
constexpr int* ri = &i; 

Если я заменил constexpr ключевое слово с const, все выше работали правильно.

Answer 1

Re

” if I replaced the constexpr word with const all above worked correctly."

const int* по существу означает (const int)*, за исключением того, что вы не можете использовать круглые скобки. A constexpr int* означает constepxr (int*) (с тегом).

Это потому, что constexpr не является типом, вы не можете назвать тип constexpr int, скажем, в то время как const является частью этого типа.

Вместо

constexpr int i = 0; 
constexpr int& ri = i; 

, которая пытается объявить constexpr ссылку непредставленных const, просто написать

constexpr int i = 0; 
constexpr int const& ri = i; 

Вы можете прочитать, что в обратном направлении, как ri является ссылка на constint, который constexpr (оценивается во время компиляции).

---

Добавление:

Это ¹appears, что C++ 14 требует от местных Непро- staticconstexpr объекты имеют автоматическую продолжительность хранения, по модулю как если бы правила для оптимизации.

Для удовлетворения этого, то есть, чтобы сделать код переносимым для компиляторов, если вышеуказанные заявления появляются локально в функции, добавьте static, чтобы обеспечить статическую продолжительность хранения для объекта, один относится к:

void oops() 
{ 
    static constexpr int i = 0;  // Necessary with some compilers. 
    constexpr int const& ri = i; 
} 

В противном случае он не может компилироваться, например g ++, и это , вероятно,, что требуют стандарты C++ 14 и C++ 11, путем исключения подходящих ограничений на constexpr.

^{Примечания:
¹ ВИДЕТЬ discussion of R. Sahu's answer.}

Answer 2

Как вы сказали, constexpr оценивается по адресу Время компиляции. Поэтому при компиляции значение должно оцениваться.

Например:

constexpr int i = 0; 
constexpr int& ri = i; 

Для первой линии, 0 анализу при компиляции, его значение равно 0.

Но для второй линии, компилятор должен адрес i, чтобы выполнить задание, которое определяется во время выполнения. Так что эта строка не удастся.

Answer 3

Вот мои 2 цента:

Функция constexpr определяет вычисление, которое происходит во время компиляции. Резонный вопрос:

• Имеет ли смысл, чтобы позволить любое вычисление?

Разумный ответ:

• Нет, потому что для этого потребуется много техники, ресурсов и т.д. прямо внутри компилятора, пока нет прямой необходимости.

Из-за этого стандарта допускается довольно ограниченный набор функций внутри кода constexpr. Можно возразить, почему именно этот набор, а не что-то еще? Ну, позже стандарт может развиться и позволить больше.

Answer 4

constexpr int i = 0; 
constexpr int * ri = &i; 

Вторая строка является проблемой, потому что указатель не указывает на const объекта. Сам указатель const.

Использование

constexpr int i = 0; 
constexpr int const * ri = &i; 

решает эту проблему. Однако это будет проблемой, если переменные определены в области функций.

constexpr int i = 0; 
constexpr int const* ri = &i; 

int main() {} 

является действующей программой.

void foo() 
{ 
    constexpr int i = 0; 
    constexpr int const* ri = &i; 
} 

int main() {} 

не является действительной программой.

Вот что стандарт C++ 11 должен сказать о адрес константа:

5.19 Constant expressions

3 .. An address constant expression is a prvalue core constant expression of pointer type that evaluates to the address of an object with static storage duration, to the address of a function, or to a null pointer value, or a prvalue core constant expression of type std::nullptr_t .