Энтони Уильямс - Параллельное программирование на С++ в действии. Практика разработки многопоточных программ

До сих пор мы говорили о применении constexprк функциям. Но этот спецификатор можно применять и к объектам. Чаще всего, так делают для диагностики; компилятор проверяет, что объект инициализирован константным выражением, constexpr-конструктором или агрегатным инициализатором, составленным из константных выражений. Кроме того, объект автоматически объявляется как const:

constexpr int i = 45;← Правильно

constexpr std::string s("hello");←┐ Ошибка, std::string —

int foo(); │ не литеральный тип

constexpr int j = foo();← Ошибка, foo() не объявлена как constexpr

Чтобы функцию можно было объявить как constexpr, она должна удовлетворять нескольким требованиям. Если эти требования не выполнены, компилятор сочтет наличие спецификатора constexprошибкой. Требования таковы:

• все параметры должны иметь литеральный тип;

• возвращаемое значение должно иметь литеральный тип;

• тело функции может содержать только предложение returnи ничего больше;

• выражение в предложении returnдолжно быть константным;

• любой конструктор или оператор преобразования, встречающийся в выражении для вычисления возвращаемого значения, должен быть объявлен как constexpr.

На самом деле, это вполне понятные требования: у компилятора должна быть возможность встроить вызов функции в константное выражение, и при этом оно должно остаться константным. Кроме того, запрещается что-либо изменять; constexpr-функции являются чистыми , то есть не имеют побочных эффектов.

К constexpr-функциям, являющимся членами класса, предъявляются дополнительные требования:

• constexprфункции-члены не могут быть виртуальными;

• класс, членом которого является функция, должен иметь литеральный тип.

Для constexpr-конструкторов действуют другие правила:

• тело конструктора должно быть пустым;

• все базовые классы должны быть инициализированы;

• все нестатические данные-члены должны быть инициализированы;

• все выражения, встречающиеся в списке инициализации членов, должны быть константными;

• конструкторы, выбранные для инициализации данных-членов и базовых классов, должны быть constexpr-конструкторами;

• все конструкторы и операторы преобразования, используемые для конструирования данных-членов и базовых классов в соответствующем выражении инициализации, должны быть объявлены как constexpr.

Это тот же набор правил, что и для функций, с тем отличием, что возвращаемого значения нет, а, значит, нет и предложения return. Вместо возврата значения конструктор инициализирует базовые классы и данные-члены в списке инициализации членов. Тривиальные копирующие конструкторы неявно объявлены как constexpr.

Спецификатор constexprв объявлении шаблона функции или функции-члене шаблонного класса игнорируется, если типы параметров и возвращаемого значения для данной конкретизации шаблона не являются литеральными. Это позволяет писать шаблоны функций, которые становятся constexpr-функциями, если параметры шаблона имеют подходящие типы, и обычными встраиваемыми функциями в противном случае. Например:

template

constexpr T sum(T a, T b) {

return a + b;

} │ Правильно, sum

constexpr int i = sum(3, 42);←┘ constexpr

std::string s =

sum(std::string("hello"), │ Правильно, но sum

std::string(" world"));←┘ He constexpr

Функция должна удовлетворять также всем остальным требованиям, предъявляемым к constexpr-функциям. Нельзя включить в тело шаблона функции, объявленного как constexpr, несколько предложений только потому, что это шаблон; компилятор сочтет это ошибкой.

Лямбда-функции — одно из самых интересных новшеств в стандарте C++11, потому что они позволяют существенно упростить код и исключить многие стереотипные конструкции, которые применяются при написании объектов, допускающих вызов. Синтаксис лямбда-функций в C++11 позволяет определить функцию в той точке выражения, где она необходима. Это отличное решение, например, для передачи предикатов функциям ожидания из класса std::condition_variable(как в примере из раздела 4.1.1), потому что дает возможность кратко выразить семантику в терминах доступных в данной точке переменных, а не запоминать необходимое состояние в переменных-членах класса с оператором вызова.