Блог

Почему определение переменной с ключевым словом не несет значения выражения, используемого для ее инициализации? auto constexpr

В качестве примера рассмотрим следующий код:

 #include <string_view>

constexpr std::string_view f() { return "hello"; }

static constexpr std::string_view g() {
    constexpr auto x = f(); // (*)
    return x.substr(1, 3);
}

int foo() { return g().length(); }
  

С помощью GCC 10.2 и --std=c 20 -fsanitize=undefined -O3 это компилируется в:

 foo():
        mov     eax, 3
        ret
  

Но если мы удалим constexpr в строке (*), мы получим 27-строчную программу с кучей указателей, длинной строковой константой и т. Д.

Примечания:

• Я отметил этот вопрос C 20, но у меня нет оснований полагать, что это поведение отличается от C 11.
• Этот вопрос не о примере, а об общем поведении auto w.r.t. constexpr ness. Пример просто показывает, что GCC не обрабатывает x так, как constexpr если бы мы явно не указывали на это.

auto предназначен для включения вывода типа, а не для замены «всего полезного, что вы бы набрали здесь». constexpr не является частью типа выражения и, следовательно, игнорируется auto (в отличие от const and volatile , которые являются частью типа выражения и выводятся).

Но если мы удалим constexpr в строке (*), мы получим 27-строчную программу с кучей указателей, длинной строковой константой и т. Д.

Это выбор для вашего компилятора. Он содержит 100% информации, необходимой для удаления этого кода. Тот факт, что это не так, не касается стандарта C .

Это проблема «качества реализации», а не проблема стандартизации. Если реализация не будет выполнять столько вашего кода во время компиляции, сколько вы хотите, вы можете пожаловаться им на это.

Помните: constexpr это не должно быть оптимизацией во время выполнения как таковой. Он предназначен для того, чтобы позволить вам писать вещи, которые вы иначе не смогли бы написать. Как std::get<g()>(some_tuple) или что угодно. Этот код должен выполняться во время компиляции, поскольку он используется в параметре шаблона.

Я не спрашиваю о каком-то глубоком выводе, только о случае, когда функция явно является constexpr .

Давайте на мгновение забудем, что auto это для вывода типов и constexpr не является частью системы типов. Давайте вместо этого сосредоточимся на том, что, если auto предполагалось вывести constexpr в любом случае. Итак, вы хотите auto , чтобы только выводить constexpr , если <expr> это конкретно обозначенная функция constexpr .

Итак, давайте посмотрим на некоторый код:

 auto x = constexpr_func();
auto y = constexpr_func()   5;
auto z = constexpr_func()   constexpr_func();
auto w = constexpr_func_2()   constexpr_func_2();
  

Какая из этих переменных constexpr ? Если то, что вы хотите, это то, что у нас было, тогда x было бы constexpr , но y не было. Лично я нахожу это удивительным и раздражающим.

Хуже того, если мы предполагаем constexpr_func() , что возвращает an int , то z также нет constexpr . Но если constexpr_func_2() возвращает определяемый пользователем литеральный тип, который имеет a constexpr operator , тогда w было бы constexpr .

Разве все это не очень странно? Поэтому я очень подозреваю, что это не то, чего вы действительно хотите.

Что вы действительно хотите, так это auto x = <expr>; определить constexpr , будет ли constexpr auto x = <expr>; это допустимо.

Но на самом деле это возвращается к исходной точке. Если вы создаете переменную constexpr , это должно означать, что вы хотите, чтобы она использовалась в месте, где constexpr требуется быть некоторым процессом. Учитывая этот факт, вывод constexpr не имеет смысла, потому что вам это нужно constexpr , чтобы не получить ошибку компиляции.