C は定数式における未定義の動作をどのように防ぐのでしょうか?

定数式における未定義の動作の除外

はじめに

C 標準では、定数式には未定義の動作を引き起こす演算を含めるべきではないと規定されています。この要件は、最初は困惑しますが、いくつかの利点をもたらし、定数式の機能を強化します。

除外の根拠

未定義の動作は、通常、ポインター算術演算、符号付き整数のオーバーフロー、または特定の演算などの演算から発生します。シフト操作。定数式でこれらの操作を許可すると、コンパイル時に決定的な結果を提供するという目標が損なわれます。これらの式の評価に不確実性と潜在的な不一致が生じる可能性があります。

コンパイラによる未定義の動作の検出

定数式内の未定義の動作を除外することで、コンパイラはコンパイル中にそのような問題を積極的に検出して報告できます。たとえば、未定義の動作を含む式で初期化された constexpr 変数を作成しようとすると、エラーが発生します。

SFINAE および未定義の動作の検出

この除外を SFINAE 経由で利用して、未定義の動作が含まれているかどうかを確認できます。加算式を使用するとオーバーフローが発生します。加算操作によって未定義の動作が発生するかどうかをチェックするテンプレートを作成することで、この知識を利用して潜在的なエラーを回避できます。

標準の進化

当初、標準はその処理に関して不明確でした。定数式での未定義の動作。ただし、その後の更新では、このコンテキストでは未定義の動作が許可されるべきではないことが明確になりました。この変更は、定数式内の未定義の動作をコンパイル時に診断するという意図を強化します。

結論

定数式内の未定義の動作の除外は、定数式の信頼性と有用性を高める重要な要件です。 。これにより、コンパイラーはそのような問題を早期に発見し、SFINAE による未定義の動作の検出を支援し、決定論的なコンパイル時評価という標準の目標に沿ったものになります。

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