Pourquoi les comportements non définis sont-ils exclus des expressions constantes C ?

Comprendre l'exclusion d'un comportement non défini dans les expressions constantes

Dans le projet de norme C, les expressions constantes jouent un rôle central pour garantir l'exactitude du programme. Cependant, dans ce domaine, une exemption particulière existe pour un comportement non défini. Cela soulève des questions : Pourquoi cette exclusion est-elle nécessaire et quelles capacités uniques offre-t-elle ?

Essence de l'exclusion

Définition d'une expression constante, section 5.19.2 de le projet de norme stipule que certaines opérations avec un comportement potentiellement indéfini sont interdites en tant que composants de sous-expression. Cela inclut le dépassement d'entier signé, certaines opérations arithmétiques de pointeur, la division par zéro et les opérations de décalage spécifiques.

Cette exclusion découle de l'exigence selon laquelle les expressions constantes produisent des résultats mathématiquement bien définis dans la plage de valeurs représentables pour leurs types de données. Si une opération comporte un risque inhérent de comportement indéfini, elle ne peut pas répondre à cette exigence, ce qui nécessite son exclusion pour maintenir l'intégrité des expressions constantes.

Avantages de l'exclusion

L'exclusion des comportements non définis dans les expressions constantes offre plusieurs avantages :

• Compile-Time Détection : Les expressions constantes sont évaluées au moment de la compilation. Cette exclusion garantit que tout comportement non défini associé à une expression constante est détecté et signalé lors de la compilation.
• Vérification de l'exactitude : En interdisant les comportements non définis dans les expressions constantes, le compilateur peut garantir l'exactitude mathématique de ces expressions, améliorant ainsi la fiabilité globale du programme et réduisant le risque d'erreurs d'exécution.

Pratique Applications

En tirant parti de l'exclusion, les développeurs peuvent exploiter SFINAE pour discerner si une expression d'ajout pourrait provoquer un débordement. Par exemple, le code suivant, inspiré d'une solution proposée par dyp, illustre cette technique :

template <typename T1, typename T2>
struct addIsDefined
{
    template <T1 t1, T2 t2>
    static constexpr bool isDefined()
    {
        return isDefinedHelper<t1, t2>(0);
    }

    template <T1 t1, T2 t2, decltype(t1 + t2) result = t1 + t2>
    static constexpr bool isDefinedHelper(int)
    {
        return true;
    }

    template <T1 t1, T2 t2>
    static constexpr bool isDefinedHelper(...)
    {
        return false;
    }
};

Cette construction permet effectivement aux développeurs de détecter un débordement potentiel au moment de la compilation, améliorant ainsi la sécurité du code.

Indication d'une intention plus large

Bien que le libellé de la section 5.19.2 n'exige pas explicitement la détection du comportement indéfini dans les expressions constantes, le numéro 695 (Erreurs de calcul au moment de la compilation dans les fonctions constexpr) donne un aperçu de l'intention du comité. Ce problème suggère qu'un comportement indéfini dans des expressions constantes devrait entraîner une expression non constante, avec tout diagnostic ultérieur découlant de son utilisation dans des contextes nécessitant une expression constante.

Conclusion

L'exclusion des comportements non définis des expressions constantes joue un rôle essentiel dans le maintien de l'exactitude du programme et la facilitation d'un code fiable. Cette exclusion permet aux compilateurs de détecter et de rectifier un comportement non défini lors de la compilation et permet aux développeurs d'utiliser SFINAE pour la détection de débordement. Comprendre cette exclusion et ses implications dans les expressions constantes est essentiel pour améliorer la sécurité du code et garantir un développement logiciel robuste.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!