Question

为什么没有任何std::algorithm方法constexpr？如果我正确理解新的C ++ 14规则，其中许多方法可能是constexpr。例如，为什么std::find可以constexpr？

static constexpr std::array<char, 4> DnaBases {'A', 'C', 'G', 'T'};

constexpr bool is_dna(char b)
{
    return std::find(std::cbegin(DnaBases), std::cend(DnaBases), b) != std::cend(DnaBases); // why not?
}

其他std::algorithm可能是constexpr？

Answer 1

它可能是Marquee，但不能作为常量表达式进行求值，因为在这种情况下，例如对于编译时查找，需要： constexpr应该是constexpr，迭代器的begin/end应该是constexpr，* operator应该是constexpr，operator ==对于迭代器应该是constexpr，operator !=用于迭代器应该是constexpr。但是，如果所有函数都是operator ++，则可以使用constexpr实现许多算法。

您可以查看SPROUT library以了解constexpr容器/算法的实现。

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的相关谈话

Answer 2

根据constexpr - ness，不能重载函数。因此，任何定义为constexpr的函数都需要以constexpr的形式实现。此要求对所有实施都施加了约束。

与C ++ 11相比，C ++ 14规范在约束方面有所放松。但是，当规范最终确定时，没有人确信当算法被强制为constexpr时，可以实现在没有constexpr约束的情况下可以实现的所有优化。如果不强制要求constexpr实施不阻碍非constexpr功能，则算法将不会被定义为constexpr。算法的非constexpr使用仍被认为是算法的主要用途。

可能值得拥有一组特殊的算法，这些算法被定义为constexpr。我不知道有一个相应的提议。如果需求保证标准化，我也没有看到很多，但我的看法可能与其他人不同。

Answer 3

当前（C ++ 14）标准库是pretty much under-powered w.r.t.关于constexpr的相应核心语言能力。

，例如，MSVC 2015，它仅对constexpr提供C ++ 11语言支持，could almost fully implement constexpr的整个C ++ 14标准库使用。唯一的例外是std::min，std::max，std::minmax，std::min_element，std::max_element，std::minmax_element std::initializer_list。

从C ++ 1z（17？）开始，std::xxx_element算法将成为常规迭代器和比较器输入的constexpr算法，以统一std::initializer_list的用法。此外，C ++ 1z还有proposals for constexpr lambda个函数。

随着lambdas的升级，仍然存在一些核心语言限制，以防止整个<algorithm>标题变为constexpr。（请注意，这些不是硬核技术障碍，most of them could be resolved允许编译器对它们进行评估。）

某些算法可以通过调用std::get_temporary_buffer std::inplace_merge std::stable_sort，std::stable_partition和constexpr来动态分配内存，这在memset上下文中是不允许的。
某些算法可以回退到std::fill（std::fill_n和constexpr）等低级C例程，这些例程会阻止图书馆作者在goto上下文中使用这些算法
有些算法实施可以从明智地使用std::nth_element（例如std::stable_sort，constexpr）中受益，C++1z proposal被拒绝。
最后但同样重要的是，constexpr是一个接口更改，承诺所有未来的实现都必须实现这一承诺。因此，不允许实现将noexcept添加为实施质量功能（与constexpr相反）。

特别是第4个问题阻碍了实验，可以为标准库（算法，容器和其他实用程序）推送多少constexpr。相反，必须为return function() { // statement 1 // statement 2 return result; }的每次扩展编写并批准单独的提案。

Answer 4

这是Antony Polukhin的提案P0202的主题：

Add Constexpr Modifiers to Functions in and Headers

我希望C ++ Library Evolution Working Group能够采用它并进入C ++ 20。

Answer 5

std::algorithm算法作用于迭代器。有一个技术上的原因，为什么使它们constexpr通常会阻止编译它们（在C ++ 11中）或什么也不做（在C ++ 14中或使用条件 - constexpr），但也有一个语义原因为什么它们没有意义constexpr。

技术原因是constexpr函数无法调用非constexpr表达式。 ForEveR指出，如果模板constexpr函数调用非constexpr表达式，则无法在编译时对其进行求值。

对于std::algorithm，评估constexpr中的std::algorithm函数将要求访问容器迭代器的函数为constexpr，这反过来又要求迭代器本身是constexpr类型。但这几乎是不可能的定义;容器通常被设计为对堆分配的内存的轻量访问，但是在编译时（当然）不能分配堆内存。在下面的注释中，dyp指出迭代器并不总是指向容器，但即使这些迭代器也不可能在编译时使用;例如，stream对象当然在编译时不可读或不可写，因为IO不能在编译时完成。

这会导致语义问题： constexpr在语义上意味着函数可以在编译时进行评估。有条件地声明函数 - constexpr当不可能在编译时评估它们时会使API混乱和误导。

现在，我认为如果有一种方法可以在编译时创建和使用容器，那么语言会得到改进; 这会使constexpr与Lisp的宏功能更加相似。这可能最终会被添加，但目前现有的标准库代码并不支持它。如上所述，最灵活的方法是允许某些对象在编译时期间存在于堆上，但核心语言根本不支持它，并且会产生一些严重的复杂性。例如，用这些对象做是什么合法的？要么它们的生命周期只需要限制在编译时间，要么它们需要作为静态const存储器包含在最终程序中（如字符串文字），或者......什么？

为什么不是std :: algorithms constexpr，哪些可能是？

5 个答案: