c++ noexcept与constexpr解析

文章目录

• 1. noexcept无需抛出异常
• 2. constexpr静态编译关键字
• • 编译期常量
  • 类中constexpr

1. noexcept无需抛出异常

在C++中使用noexcept来标识一个函数不会抛出异常。

noexcept：noexcept默认为true的形式，即抛出异常。

void f() noexcept; // 不会抛出异常
void (*fp)() noexcept(false); //false，抛出异常

要尽量使用noexcept而不是throw。

throw抛出异常：

int m_div(int a,int b)throw(...)	//throw表示接收任何类型的异常
{
    if (b==0)
    {
        throw(1);	//除数为零，则操作非法，抛出异常
    }
	return a/b;
}

noexcept抛出异常：

int m_div(int a,int b)noexcept(false) //允许抛出异常 
{
    if (b==0)
    {
        throw(1);	//除数为零，则操作非法，抛出异常
    }
	return a/b;
}

2. constexpr静态编译关键字

constexpr所表示的是它所声明的变量或者函数，都在静态编译时就已经完成。

程序的运行过程： 编译 ---- 链接 ---- 执行

使用constexpr表示在编译阶段编译器就已经知道了这个变量或者函数的值。

编译期常量

在我们定义数组的时候：给一个变量当作数组的大小是错误的，因为这是一个变量，不是一个常量表达式，数组只接收常量表达式作为初始大小。

int arr1[5]={1,2,3,4,5}; //ok
int a=10;
int arr2[a]={1,2,3....}	 //error

使用constexpr：constexpr修饰此变量为一个常量表达式，即a在编译时就已经确定了，因此他是一个编译期常量，可以当作数组的大小。

constexpr int a=10;
int arr[a]={1,2,3,4,5....}	//ok !

从函数返回常量表达式：返回值是一个常量表达式，可以用作指定数组的大小。

constexpr int func(int a)
{
	return 1+2+a;
}
...
int arr[func(2)]={1,2,3,4,5};	//ok !

扩展：static_assert表示静态断言，用于确定在编译时就确定的变量的值是否正确。

如果正确，返回true ，什么都不做；错误，则返回false，显示静态断言失败。

constexpr int a=10;
static_assert(a==10,"error");	// 正确，什么都不做
static_assert(func(2)==6,"error");	//错误，显示第二个字符串的内容，实际结果应该为5

conexpr的递归：

constexpr int m_pow(int base, int exp)noexcept
{
	return (exp == 0) ? 1 : base * m_pow(base, exp - 1);
}
...
constexpr int res = m_pow(2, 5);//编译时计算
static_assert(res == 32, "false");

注意：你有没有注意到，函数就一条语句？ 只要你在函数中使用constexpr，则你必须保证函数就一行语句： return语句。 否则constexpr的作用就相当于没有，它就是一个普通的函数了，不是编译时常量了。

• constexpr的声明与实现一定要在使用者的前面！

• 使用constexpr标记的函数你怎么知道就一定执行了constexpr的功能呢？ 即编译时就完成了。

  • 答案： 查看反汇编，这是调用constexpr求幂的函数，可以发现它直接把一个值赋值给了变量，完成了赋值，我们都知道普通的函数调用过程一定会经历 call 与 ret的过程，因此可以确定，他的确是在编译时就完成了！！

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类中constexpr

在类中也可以使用constexpr，可以放在除析构函数以外，任意的成员函数中，静态成员函数，构造函数都可以。

构造函数使用constexpr： constexpr 修饰类的构造函数时：要求该构造函数的函数体必须为空，且采用初始化列表的方式为各个成员赋值时，必须使用常量表达式。

class Foo
{
public:
	//注意，constexpr 修饰类的构造函数时：
	//要求该构造函数的函数体必须为空，且采用初始化列表的方式为各个成员赋值时，必须使用常量表达式。
	constexpr Foo(int a, const char* s)noexcept
		:a(a), name(s) {}
}
...
constexpr Foo a{ 10, "ylh"};	//编译时初始化

完成一个类的浅拷贝的constexpr函数：

template <typename T>
constexpr T m_copy(const T& t)noexcept
{
	return t;
}
...
//如果缺少 constexpr：call  m_copy<Foo> (07FF7B96F13DEh)  说明这就是一个普通的函数
//如果带上 constexpr，则会发现不会调用call，即成功实现了常量表达式函数
constexpr Foo b =  m_copy(a);	// OK  a在上面已经通过constexpr调用了constexpr的构造函数，因此b也通过constexpr实现了编译时拷贝。

接收多个参数的constexpr函数：

constexpr Foo ExChange(const Foo& a, const Foo& b)
{
	return { a.GetA() / 2,b.GetName() };
}
...
// 不会调用  call ExChange (07FF6F75013F7h)  
constexpr Foo ExRes = ExChange(a, b);	//ok
//使用static_assert判断正确性：
static_assert(ExRes.GetA() == 5, "测试");	//是对的，因为ExRes.GetA()在函数中是来自与a的GetA函数除以2得到的，所以是10/2得5，因此正确