const int sz = get_size(); // sz - неконстантное выражение
Хотя переменная staff_size
инициализируется литералом, это неконстантное выражение, поскольку он имеет обычный тип int
, а не const int
. С другой стороны, хоть переменная sz
и константа, значение ее инициализатора неизвестно до времени выполнения. Следовательно, это неконстантное выражение.
constexpr
В большой системе может быть трудно утверждать (наверняка), что инициализатор — константное выражение. Константная переменная могла бы быть определена с инициализатором, который мы полагаем константным выражением. Однако при использовании этой переменной в контексте, требующем константного выражения, может оказаться, что инициализатор не был константным выражением. Как правило, определение объекта и его использования в таком контексте располагаются довольно далеко друг от друга.
Согласно новому стандарту, можно попросить компилятор проверить, является ли переменная константным выражением, использовав в ее объявлении ключевое слово constexpr
. Переменные constexpr
неявно являются константой и должны инициализироваться константными выражениями.
constexpr int mf = 20; // 20 - константное выражение
constexpr int limit = mf + 1; // mf + 1 - константное выражение
constexpr int sz = size(); // допустимо, только если size() является
// функцией constexpr
Хоть и нельзя использовать обычную функцию как инициализатор для переменной constexpr
, как будет описано в разделе 6.5.2, новый стандарт позволяет определять функции как constexpr
. Такие функции должны быть достаточно просты, чтобы компилятор мог выполнить их во время компиляции. Функции constexpr
можно использовать в инициализаторе переменной constexpr
.
Как правило, ключевое слово constexpr
имеет смысл использовать для переменных, которые предполагается использовать как константные выражения.
Поскольку константное выражение обрабатывается во время компиляции, есть пределы для типов, которые можно использовать в объявлении constexpr
. Типы, которые можно использовать в объявлении constexpr
, известны как литеральные типы (literal type), поскольку они достаточно просты для литеральных значений.
Все использованные до сих пор типы — арифметический, ссылка и указатель — это литеральные типы. Наш класс Sales_item
и библиотечный тип string
не относятся к литеральным типам. Следовательно, нельзя определить переменные этих типов как constexpr
. Другие виды литеральных типов рассматриваются в разделах 7.5.6 и 19.3.
Хотя указатели и ссылки можно определить как constexpr
, используемые для их инициализации объекты жестко ограничены. Указатель constexpr
можно инициализировать литералом nullptr
или литералом (т.е. константным выражением) 0. Можно также указать на (или связать с) объект, который остается по фиксированному адресу.
По причинам, рассматриваемым в разделе 6.1.1, определенные в функции переменные обычно не хранятся по фиксированному адресу. Следовательно, нельзя использовать указатель constexpr
для указания на такие переменные. С другой стороны, адрес объекта, определенного вне любой функции, является константным выражением и, таким образом, может использоваться для инициализации указателя constexpr
. Как будет описано в разделе 6.1.1, функции могут определять переменные, существующие на протяжении нескольких вызовов этой функция. Как и объект, определенный вне любой функции, эти специальные локальные объекты также имеют фиксированные адреса. Поэтому и ссылка constexpr
может быть связана с такой переменной, и указатель constexpr
может содержать ее адрес.
constexpr
Важно понимать, что при определении указателя в объявлении constexpr
спецификатор constexpr
относится к указателю, а не к типу, на который указывает указатель.
const int *p = nullptr; // p - указатель на const int
constexpr int *q = nullptr; // q - константный указатель на int
Несмотря на внешний вид, типы p
и q
весьма различны; p
— указатель на константу, тогда как q
— константный указатель. Различие является следствием того факта, что спецификатор constexpr
налагает на определяемый объект спецификатор const
верхнего уровня (см. раздел 2.4.3).