C 如何防止常數表達式中的未定義行為？

常數表達式中的未定義行為排除

簡介

C 標準規定常數表達式不應涉及導致未定義行為的操作。這項要求雖然最初令人困惑，但提供了幾個好處並增強了常數表達式的功能。

排除的基本原理

未定義的行為通常由指針算術、有符號整數溢位或某些特定操作等操作引起。輪班操作。允許在常數表達式中進行這些操作將破壞在編譯時提供確定性結果的目標。這會在這些表達式的計算中引入不確定性和潛在的不一致。

編譯器對未定義行為的偵測

透過排除常數表達式中的未定義行為，編譯器可以在編譯過程中主動偵測並報告此類問題。例如，嘗試建立使用包含未定義行為的表達式初始化的 constexpr 變數將導致錯誤。

SFINAE 和未定義行為偵測

可以透過 SFINAE 利用此排除來確定是否存在加法表達式會導致溢位。透過建立一個範本來檢查加法運算是否會導致未定義的行為，我們可以利用這些知識來避免潛在的錯誤。

標準的演變

最初，標準對於處理並不清楚常數表達式中未定義的行為。然而，隨後的更新澄清了在此上下文中不應允許未定義的行為。此變更強化了在編譯時診斷常數表達式中未定義行為的意圖。

結論

排除常數表達式中的未定義行為是增強常數表達式可靠性和實用性的關鍵要求。它使編譯器能夠及早發現此類問題，幫助透過 SFINAE 檢測未定義的行為，並符合確定性編譯時評估的標準目標。

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