Question

在浏览constexpr的一个旧问题时，我偶然发现了一个非常（恕我直言）的重要评论。基本上它归结为：（这是合法的C ++ 11 :(）

 constexpr double f(bool b)
 {
 return b? 42:42/(rand()+1); // how pure is rand ;)
 }

我的问题是标准允许这是什么原因。由于我是参考透明度的忠实粉丝，我希望他们有充分的理由:)我想知道。

BT有相关的Q但是大多数A甚至都不提纯东西，或者当他们这样做时，他们没有指明为什么std允许这个的原因。 Relation between constexpr and pure functions

Answer 1

在标准中，相关要求隐藏在constexpr函数的主要要求列表下方。它在§7.1.5/ 5中：

对于constexpr函数，如果不存在函数参数值，使得函数调用替换将产生常量表达式（5.19），则程序格式错误;无需诊断。

§5.19定义了常量表达式的要求，因此您无法调用rand()。

宽松限制允许您拥有条件纯净的功能。您的示例f(true)是有效的模板参数，但f(false)不是。

当然，缺点是编译器不会验证constexpr函数是否可以实际用于其预期目的。你需要编写测试用例。

啊，litb的答案也是正确的。（但这个措辞更简单。）

Answer 2

函数定义中的关键字constexpr告诉编译器，如果所有参数和变量在编译时本身已知，则此函数可以在编译时执行。但是，没有这样的保证，例如，当某些值在运行时只能时，在这种情况下该函数将在运行时执行。

但是，它与 pure 或 impure 无关，因为这些术语暗示输出仅取决于输入，无论您调用多少次具有相同输入参数值的函数，每次输出都是相同的，无论是在编译时还是在运行时计算。

实施例，

constexpr int add(int a, int b) { return a + b; } //pure!

const int a = 2, b = 3; //const
int c = 2, d = 3;       //non-const

//we may read update c and d here!

const int v1 = add(2,3);  //computed at compile-time
const int v2 = add(a,3);  //computed at compile-time
const int v3 = add(2,b);  //computed at compile-time
const int v4 = add(a,b);  //computed at compile-time

const int v3 = add(c,3);  //computed at runtime
const int v3 = add(c,b);  //computed at runtime
const int v3 = add(a,d);  //computed at runtime
const int v3 = add(c,d);  //computed at runtime

请注意，此处add是纯函数，无论它是在编译时还是在运行时计算。

Answer 3

因为对于某些输入参数域，永远不会采用不纯的路径。对于该域名，constexpr将正常工作。

例如，您的函数可能有一个简单的分支和一个更复杂的分支。并且您可以指定为了使函数在常量表达式中可用，函数参数必须满足此条件和条件，从而屈服于函数中始终纯粹的简单分支。

有用的副作用是在常量计算期间可能导致错误。即如果违反了简单分支中的前提条件，则可能导致对不纯表达式的求值，引发编译时错误（断言或异常在这里是一个好主意，因为当在一个函数中调用该函数时它继续抱怨运行时上下文）。

为什么constexpr适用于不纯的功能

3 个答案: