C 11 の関数宣言に `constexpr` キーワードが必要なのはなぜですか?

Constexpr 関数宣言の背後にある理論的根拠

C 11 では、テンプレート引数のような定数式での使用を可能にする関数の constexpr 指定子が導入されています。ただし、このキーワードがなぜ必要なのか、そしてそれが何を提供するのかという疑問が生じます。

意図を明らかにし、過剰依存を防ぐ

constexpr キーワードを必須にすることで、関数の使用に対する設計者の意図。これは、関数が定数式をカプセル化することを目的としていることを示します。ただし、このセマンティック制約は常に検証されるわけではなく、次のことを確認するのはプログラマに任されています。

• 関数が定数式で利用されている。
• 有効なパラメータを定義するためのドキュメントが提供されているこのコンテキストの値。

クライアント コードの保証整合性

関数に constexpr としてフラグを付けることで、ライブラリ作成者は、クライアント コードがそのようなコンテキストで関数に依存できることを伝えます。これにより、関数の実装が変更された場合に、クライアントが誤ってコンパイルを中断するような方法で関数を使用することを防ぎます。

たとえば、constexpr がないと、定数を返す関数は不変であるとみなされます。ただし、構成ファイルから値を取得する後の実装では、その定常性によってはクライアントが中断される可能性があります。 Constexpr は、クライアント コードが関数の意図された使用法に準拠していることを保証し、予期せぬ破損を防ぎます。

不要な依存関係の回避

Constexpr は、クライアント コードが constexpr 以外の関数に依存するのを防ぐことにも役立ちます。 。非 const メンバー関数と同様に、constexpr は、クライアント コードに予期しない依存関係や使用法が導入されないことを保証します。

コンパイラは constexpr を使用してコンパイル時に定数の結果を強制しないため、プログラマの責任は次のとおりです。この要件を満たす関数を設計してください。

非定数メンバーとの比較関数

非 const メンバー関数 constexpr:

• に類似しており、不適切な使用 (例: const オブジェクトのメンバー関数の呼び出し、または変更される可能性のあるテンプレート パラメーターの値の使用) を防止します。
• は、コンパイル時に定数の結果を強制しない点が異なります。コンパイラの制限。

本質的に、constexpr は意図を明確にし、誤用を防ぎ、クライアント コードを意図しない依存関係から保護するという目的を果たすため、厳密にはオプションではありません。

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