使用c++11 constexpr時(shí)遇到的坑詳解
最近在使用constexpr的時(shí)候無意中踩了個(gè)小坑。
下面給個(gè)小示例：
#include <iostream>
constexpr int n = 10;
constexpr char *msg = "Hello, world!";
int main()
{
for (auto i = 0; i < n; ++i) {
std::cout << msg << std::endl;
}
}
constexpr應(yīng)該是大家很熟悉的東西了，也是最常用的c++11新特性之一。和宏相比除了更強(qiáng)的類型安全之外，constexpr還帶來了編譯期計(jì)算。
上面的代碼相當(dāng)簡單，我們循環(huán)輸出“Hello, world!”這個(gè)字符串10次。
這么簡單的代碼還有討論的必要嗎？一開始我也是這么想的，然而當(dāng)我們編譯運(yùn)行的時(shí)候卻會(huì)得到下面這樣的警告：
$ g++ --version
g++ (GCC) 10.2.0
Copyright (C) 2020 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions. There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
$ g++ -std=c++17 -Wall -Wextra test.cpp
test.cpp:4:23: 警告: ISO C++ forbids converting a string constant to ‘char*' [-Wwrite-strings]
4 | constexpr char *msg = "Hello, world!";
| ^~~~~~~~~~~~~~~
這段信息的意思是c++不允許把字符串字面量賦值給char*。
然而對于constexpr，文檔中是這么寫的：
A constexpr specifier used in an object declaration implies const.
這里的object你可以理解為變量，意思是constexpr修飾的變量都會(huì)隱式添加一個(gè)const限定符。
也就是說：
// T 是任意類型 constexpr T a = xxx; // 不考慮其他因素，在類型上等價(jià)于： T const a = xxx;
我們這里的T實(shí)際上可以填任意類型，包括指針。這不是說明我們的指針變量有const嗎？
眼尖的讀者大概已經(jīng)知道答案了：constexpr添加的是頂層const。
所以我們的代碼實(shí)際上是這樣的：
// 原本的代碼 constexpr char *msg = "Hello, world!"; // 實(shí)際上的效果 char * const msg = "Hello, world!";
下面一行的msg實(shí)際上是一個(gè)指向char的指針常量，而我們可以通過它任意修改被指向的字符串（當(dāng)然這是未定義行為）。指針常量意味著我們不能把這個(gè)指針重新指向其他的對象，這個(gè)const作用在指針本身上，因此叫做頂層const。
而字符串常量的類型是const char[N]，在表達(dá)式里退化為const char *，這表示一個(gè)指向常量字符串的指針，這里的const的底層的，因?yàn)樗饔糜诒恢赶虻膶ο蠖皇俏覀兊闹羔樧陨怼?/p>
對于頂層const，賦值的時(shí)候是可以被去除的，而底層const則不行，這就是為什么編譯器會(huì)彈出警告的原因了。
正確的做法也很簡單，牢記constexpr不是const的等價(jià)替代品，它只會(huì)添加頂層const，不會(huì)添加底層const。
所以constexpr的字符串常量應(yīng)該這樣寫：
constexpr const char *p = "Hello, world!";
或者你的編譯環(huán)境支持c++17，我更推薦你這樣寫：
#include <string_view> constexpr std::string_view msg = "Hello, world!";
使用string_view之后就不會(huì)出現(xiàn)上面的頂層/底層const的坑了。所以在現(xiàn)代c++里能不用裸指針就盡量不要用。
參考
https://stackoverflow.com/questions/54258241/warning-iso-c-forbids-converting-a-string-constant-to-char-for-a-static-c
總結(jié)
到此這篇關(guān)于使用c++11 constexpr時(shí)遇到坑的文章就介紹到這了,更多相關(guān)c++11 constexpr坑內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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