為什麼 C 11 中的函數宣告需要 `constexpr` 關鍵字？

Constexpr 函數宣告背後的基本原理

C 11 引入了函數的 constexpr 說明符，允許在常數表達式（如模板參數）中使用它們。然而，它提出了一個問題：為什麼需要這個關鍵字以及它能提供什麼。

揭示意圖並防止過度依賴

需要 constexpr 關鍵字有助於展示設計者對功能使用的意圖。它表示該函數旨在封裝一個常數表達式。然而，這種語義約束並不總是經過驗證，而是由程式設計師來確保：

• 函數在常數表達式中使用。
• 提供文件來定義有效參數

確保客戶端程式碼完整性

透過將函數標記為constexpr，庫作者傳達了客戶端程式碼可以在此類上下文中依賴它們。這可以防止客戶端無意中使用該函數，從而在函數的實作發生變更時破壞編譯。

例如，如果沒有 constexpr，則傳回常數的函數可能會被假定為不可變。但是，從設定檔中檢索其值的後續實作可能會根據其穩定性而中斷客戶端。 Constexpr 確保客戶端程式碼遵循函數的預期用途並防止不可預見的破壞。

避免不必要的依賴項

Constexpr 也有助於防止客戶端程式碼依賴非 constexpr 函數。與非常量成員函數一樣，constexpr 確保客戶端程式碼不會引入意外的依賴項或用法。

由於編譯器不會使用 constexpr 強制執行編譯時常數結果，因此程式設計師有責任設計符合此要求的函數。

與非常量成員函數的比較

與非常量成員函數類似，constexpr：

• const 物件上呼叫成員函數或使用可能在執行時間變更的範本參數中的值）。
• 不同之處在於，由於編譯器限制，它不會強制執行編譯時常數結果。

本質上，constexpr 並不是嚴格可選的，因為它的目的是澄清意圖、防止誤用以及保護客戶端程式碼免受意外依賴的影響。

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