Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

Является ли данный объект (или выражение) константным выражением, зависит от типов и инициализаторов. Например:

const int max_files = 20; // max_files - константное выражение

const int limit = max_files + 1; // limit - константное выражение

int staff_size = 27; // staff_size - неконстантное выражение

const int sz = get_size(); // sz - неконстантное выражение

Хотя переменная staff_sizeинициализируется литералом, это неконстантное выражение, поскольку он имеет обычный тип int, а не const int. С другой стороны, хоть переменная szи константа, значение ее инициализатора неизвестно до времени выполнения. Следовательно, это неконстантное выражение.

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 constexprнеявно 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 constexprможно использовать в инициализаторе переменной constexpr.

Как правило, ключевое слово constexprимеет 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_itemи библиотечный тип stringне 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 constexprможно инициализировать литералом nullptrили 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 constexprдля 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 constexprможет быть связана с такой переменной, и указатель constexprможет содержать ее адрес.

Важно понимать, что при определении указателя в объявлении constexprспецификатор constexprотносится 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 pи qвесьма различны; p— указатель на константу, тогда как q— константный указатель. Различие является следствием того факта, что спецификатор constexprналагает на определяемый объект спецификатор constверхнего уровня (см. раздел 2.4.3).

Как и любой другой константный указатель, указатель constexprможет указать на константный или неконстантный тип.

constexpr int *np = nullptr; // np - нулевой константный указатель

// на int

int j = 0;

constexpr int i = 42; // типом i является const int

// i и j должны быть определены вне любой функции

constexpr const int *p = &i; // p - константный указатель

// на const int i

constexpr int *p1 = &j; // p1 - константный указатель на int j

Упражнение 2.32. Допустим ли следующий код? Если нет, то как его исправить?

int null = 0, *p = null;

По мере усложнения программ используемые в них типы также становятся все более сложными. Осложнения в использовании типов возникают по двум причинам. Имена некоторых типов трудно писать по памяти. Написание некоторых их форм утомительно и подвержено ошибкам. Кроме того, формат записи сложного типа способен скрыть его цель или значение. Другой источник осложнений кроется в том, что иногда трудно точно определить необходимый тип. Это может потребовать оглянуться на контекст программы.

Псевдоним типа (type alias) — это имя, являющееся синонимом имени другого типа. Псевдонимы типа позволяют упростить сложные определения типов, облегчая их использование. Псевдонимы типа позволяют также подчеркивать цель использования типа. Определить псевдоним типа можно одним из двух способов. Традиционно он определяется при помощи ключевого слова typedef:

typedef double wages; // wages - синоним для double

typedef wages base, *p; // base - синоним для double, a p - для double*

Ключевое слово typedefможет быть частью базового типа в объявлении (см. раздел 2.3). Объявления, включающие ключевое слово typedef, определяют псевдонимы типа, а не переменные. Как и в любое другое объявление, в это можно включать модификаторы типа, которые определяют составные типы, включающие базовый тип.