constexpr和常量表达式

来源:互联网 发布:开80端口 编辑:程序博客网 时间:2024/05/16 19:50

常量表达式(const expr)是指值不会改变并且在编译过程就能得到计算结果的表达式。显然,字面值属于常量表达式,用常量表达式初始化的const对象也是常量表达式。

一个对象(或表达式)是不是常量表达式由它的数据类型和初始值共同决定,例如:

const int max_files=20; //max_files是常量表达式const int limit=max_files+1;    //limit是常量表达式int staff_size=27;  //staff_size 不是常量表达式const int sz=get_size();    //sz不是常量表达式

尽管staff_size的初始值是个字面值常量,但由于它的数据类型只是普通int而非const int,所以它不属于常量表达式。另一方面,尽管sz本身是常量,但它的具体值直到运行时才能获取到,所以也不是常量表达式。

constexpr变量
C++11新标准规定,允许将变量声明为constexpr类型以便验证变量是否是一个常量表达式。声明为constexpr的变量一定是一个常量,而且必须用常量表达式初始化:

constexpr int mf=20;constexpr int limit=mf+1;   //以上都是正确的声明constexpr int sz=size();    //只有当size函数是一个constexpr函数时才是一条正确的声明语句

尽管不能使用普通函数作为constexpr变量的初始值,但是新标准允许定义一种特殊的constexpr函数。这种函数应该足够简单以使得编译时就可以计算其结果,这样就能用constexpr函数去初始化constexpr变量了。
一般来说,如果你认定一变量是一个常量表达式,那就把它声明为constexpr类型。

字面值类型
常量表达式的值需要在编译时就得到计算,因此对声明constexpr时用到的类型必须有所限制。因为这些类型一般比较简单,值也显而易见,容易得到,就把它称为“字面值类型”。

到目前为止接触过的数据类型中,算术类型,引用和指针都属于字面值类型。自定义类Sales_item,IO库,string类型则不属于字面值类型,也就不能被定义为constexpr。
尽管指针和引用都能定义成constexpr,但它们的初始值却受到严格限制。一个constexpr指针的初始值必须是nullptr或者0,或者是存储于某个固定地址中的对象。

在constexpr声明中如果定义了一个指针,限定符constexpr仅对指针有效,与指针所指的对象无关:

const int *p=nullptr;   //p是一个指向整型常量的指针constexpr int *q=nullptr;   q是一个指向整数的常量指针;
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