constexpr

1. constexpr

참고링크 : https://modoocode.com/293

상수 선언으로 해당 객체나 함수의 리턴값을 컴파일 타임에 알 수 있게 만드는 키워드

컴파일러가 컴파일 타임에 어떤 식의 값을 결정할 수 있다면 이를 상수식(Constant expression)이라고 부름 상수식 중에서 정수인 값들을 정수상수식이라고 부름 정수상수식은 배열, 템플릿 타입인자, enum 선언등에서 쓰일 수 있다.

#include <iostream>

template <int N>
struct A 
{
	int operator()() { return N; }
};

int main() 
{
	constexpr int size = 3;
	int arr[size];  // Good!

	constexpr int N = 10;
	A<N> a;  // Good!
	std::cout << a() << std::endl;

	constexpr int number = 3;
	enum B { x = number, y, z };  // Good!
	std::cout << B::x << std::endl;
}

2. const와 constexpr

차이점

const가 더 큰 개념이고 constexpr을 포함한다고 보면 된다. 즉, constexpr 은 항상 const 이지만, const 는 constexpr이 아니다

int main() 
{
	//const는 초기화를 변수로 시킬 수도 있다.
	//즉, 런타임에 그 값이 결정될 수 있다.
	int a = 1;
	const int ca = a;
	//constexpr int cea = a;	//Error
	constexpr int cea = 1;
}

   

3. constexpr 함수

#include <iostream>

//함수에 constexpr을 넣어서 컴파일 시 상수화
constexpr int Factorial(int n) 
{
	int total = 1;
	for (int i = 1; i <= n; i++)
		total *= i;

	return total;
}

int main() 
{
	std::cout << Factorial(5) << std::endl;
}

함수에 constexpr을 넣게 되면..?

함수를 상수화 시키게 된다. 즉, 컴파일 시점 연산이 가능 인자 또는 내부에서 호출하는 함수들이 전부 constexpr 형태일 경우 무사히 해당 함수도 상수화 된다.

만약에 인자로 상수가 아닌 일반 변수를 넘겼다면?

그러면 함수가 상수화 함수가 아니게 되지만 동작은 한다!! 따라서 constexpr을 붙여줄 수 있다면 붙이는 것이 좋다. 컴파일 타임 상수를 생성할 수 있다면 간단하게 이용가능하기 때문

constexpr 제약조건 (C++ 14부터)

• goto 문 사용
• 예외 처리 (try 문; C++ 20 부터 가능)
• 리터럴 타입이 아닌 변수의 정의
• 초기화 되지 않는 변수의 정의
• 실행 중간에 constexpr 이 아닌 함수를 호출

   

리터럴 타입 -> 전부 constexpr이 가능

• void 형
• 스칼라 타입 (char, int, bool, long, float, double) 등등
• 레퍼런스 타입
• 리터럴 타입의 배열
• 혹은 아래 조건들을 만족하는 타입
  • 디폴트 소멸자를 가지고
  • 다음 중 하나를 만족하는 타입
    • 람다 함수
    • Arggregate 타입 (사용자 정의 생성자, 소멸자가 없으며 모든 데이터 멤버들이 public) 쉽게 말해 pair 같은 애들을 이야기함
    • constexpr 생성자를 가지며 복사 및 이동 생성자가 없음

       

4. if constexpr

특징

if constexpr은 조건이 반드시 bool로 타입 변환될 수 있어야 하는 컴파일 타임 상수식
if constexpr가 참일 경우 else에 해당하는 문장은 컴파일되지 않음
if constexpr가 거짓일 경우 if에 해당하는 문장은 컴파일되지 않음

if constexpr을 사용해서 컴파일을 아예 실행하지 않아서 무사히 컴파일이 되게만든 코드

#include <iostream>
#include <type_traits>

template <typename T>
void show_value(T t) 
{
	//if constexpr 사용 -> constexpr이 없으면 컴파일이 안됨
	if constexpr (std::is_pointer<T>::value)
		std::cout << "포인터 이다 : " << *t << std::endl;
	else
		std::cout << "포인터가 아니다 : " << t << std::endl;
}

int main() 
{
	int x = 3;
	show_value(x);

	int* p = &x;
	show_value(p);
}

   

constexpr이 없으면 컴파일 에러가 발생

템플릿 인자를 넣으면 다음과 같은데 3이라는 상수에 포인터를 붙였기 때문

template <typename int>
void show_value(int t)
{
	if constexpr (std::is_pointer<int>::value)
		std::cout << "포인터 이다 : " << *t << std::endl;  //여기서 t가 3이라면 *3 으로 치환되어서 에러가 발생
	else
		std::cout << "포인터가 아니다 : " << t << std::endl;
}