c++新特性实验(3)声明与定义:constexpr

1.作用

　　constexpr 声明一个函数或变量，它的值可以在编译时出现在常量表达式之中。

2.constexpr 变量要求

• 其类型必须是 字面类型 (LiteralType) 。
• 它必须被立即初始化
• 其初始化的全表达式，包括所有隐式转换、构造函数调用等，都必须是常量表达式.

3.constexpr 普通函数要求

• 必须非虚.(C++20 前)
• 返回类型必须是字面类型 (LiteralType)
• 其每个参数都必须是字面类型 (LiteralType)
• 至少存在一组实参值。
• 函数体必须不含 (C++14 后)

1. 1. asm 声明
   2. goto 语句
   3. 拥有除 case 和 default 之外的标号的语句
   4. try 块 (C++20 前)
   5. 非字面类型的变量定义
   6. 静态或线程存储期变量的定义
   7. 不进行初始化的变量定义。

（=default; 或 =delete; 的函数体不含任何上述内容。）

• 函数体必须被弃置或预置，或只含有下列内容：(C++14 前)

1. 1. 空语句（仅分号）
   2. static_assert 声明
   3. 不定义类或枚举的 typedef 声明及别名声明
   4. using 声明
   5. using 指令
   6. 恰好一条 return 语句。

4.constexpr构造函数的要求

• 其每个参数都必须是字面类型 (LiteralType) 
• 不能有虚继承
• 该构造函数必须无函数 try 块
• 构造函数体必须满足 constexpr 函数体的制约
• 对于 class 或 struct 的构造函数，每个子对象和每个非变体非 static 数据成员必须被初始化。若类是联合体式的类，对于其每个非空匿名联合体成员，必须恰好有一个变体成员被初始化
• 对于非空 union 的构造函数，恰好有一个非静态数据成员被初始化
• 每个被选用于初始化非静态成员和基类的构造函数必须是 constexpr 构造函数。
• 构造函数体必须被弃置或预置，或只含有下列内容：

1. 1. 空语句
   2. static_assert 声明
   3. 不定义类或枚举的 typedef 声明及别名声明
   4. using 声明
   5. using 指令

5.constexpr if

• 以 if constexpr 开始的语句被称为constexpr if 语句。
• 在 constexpr if (条件)语句中，条件的值必须是可转换到 bool 类型的常量表达式。
• 若其值为 true，则抛弃 false分支语句（若存在），否则抛弃true分支语句。

6.示例

#include <cstdlib>
#include <cstdio>
#include <cstdint>
#include <vector>

static void 
fun(){
    //printf("%s called \n",__func__);
}

constexpr int
getCount(){
    int a = 4;
    int b = 4;
    a *= b;
    //printf("%s called \n",__func__);      //error,C++11 constexpr 函数必须把一切放在单条 return 语句中,C++14 无此要求
    //fun();                                //error,fun 不是constexpr
    return 4 * 4;   
}

class person{
protected:
    virtual void getName();
};

class student : /*virtual*/ public person{ // 不能有虚继承
private:
    constexpr   static int LEN = 32;
    char16_t    name[getCount()];          //getCount() 是constexpr函数。
    uint8_t     age;
public:
    constexpr student():name(u"hello"),age(getCount()){
        typedef int INT;
        using namespace std;
        enum Color{
            Red,Green,Blue,
        };
        Color color = (Color)0;
    }
    student(int ){
    }
    /*
    virtual constexpr int getAge(){     //error,constexpr成员函数不能是virtual的。
        return 100;
    }
    */
    virtual void getName(){

    }
friend constexpr char16_t* getName(student &,int max = 100);
};

constexpr char16_t*
getName(student &s,int max){
    using namespace std;
    typedef class student Student;
    //static  int value = 100;                //error,不能有静态变量。
    //vector<int> vec;                        //error,不是常量表达式。
    if(s.age < 0){
        //goto END;                           //error,不能有goto
    }

    //__asm__("movl %eax, %ebx\n\t");         //error,不能有汇编语句。
    
    /*
    try{                                      //error,不能有try...catch语句。
        ++s.age;
    }catch(const exception &e){
        printf("exception \n");
    }
    */

    switch(s.age){
        case 1  : return u"ek"; /* U"0" */; // U是char32_t,u是char16_t
        case 2  : return u"fel";
        default : return u"Default";
    }
END:
    return u"error";
}


int 
main(int argc,char *argv[]){

    if constexpr(getCount() > 0){
#line  1024 "test.cpp"
    }
    printf("file = %s,line = %d\n",__FILE__,__LINE__);
    return 0;
}