constexpr - 1 - plepa.com

constexpr kabuk değiştirmiş C++’ın en önemli anahtar sözcüklerinden biri. Üç ayrı yazımı bu anahtar sözcüğe ayıracağım. Bu okumakta olduğunuz birinci yazım.

constexpr anahtar sözcüğü “constant expression” (sabit ifadesi) sözcüklerinden uydurulmuş. constexpr anahtar sözcüğüyle tanıtılan bir varlık kod içinde sabit ifadesi olarak kullanılabiliyor. Derleyicinin derleme zamanında değerlerini bilme ya da hesaplama garantisi olan ifadelere sabit ifadesi dendiğini hatırlayın. constexpr anahtar sözcüğü hem bir değişkenin hem de bir işlevin tanımında kullanılabiliyor. constexpr anahtar sözcüğü ile tanımlanan işlevler ikinci yazımın konusu olacak. Şimdilik yalnızca constexpr değişkenlerle yetineceğim:

constexpr int x = 10;

1	constexpr int x = 10;

Yukarıdaki gibi bir bildirim okuyucuya öncelikle şu bilgileri veriyor:
x değişkeni sabit ifadesi (constant expression) gereken her yerde kullanılabilir.
x, değeri hiç değişmeyecek bir değişken. Yani hayatta olduğu sürece hep aynı değerde kalacak. Bu açıdan bakıldığında constexpr anahtar sözcüğü const anahtar sözcüğünün anlamını da içeriyor.
x ifadesi bir dizi tanımında boyut ifadesi olarak kullanılabilir. Bir numaralandırma (enumaration) değeri olarak kullanılabilir. Bir switch deyiminin case ifadesi olabilir. Sabit parametreli (nontype template parameter) bir şablonun açılımında arguman olarak kullanılabilir:

template<int n>
class Tclass {
	///
};

constexpr int x = 10;

enum Color {White = 1, Blue = 5, Brown = 8, Magenta = x};

int main()
{
	int a[x] = { 0 };
	Tclass<x> y;
	//
	return 0;
}

template<int n>

class Tclass {

///

};

constexpr int x = 10;

enum Color {White = 1, Blue = 5, Brown = 8, Magenta = x};

int main()

{

int a[x] = { 0 };

Tclass<x> y;

return 0;

}

Şimdi gelelelim derleyicinin derleme zamanında yaptığı kontrollere:
constexpr ile tanıtılan bir değişkene bir sabit ifadesi ile ilk değer verilmeli ve derleyici bu kontrolü yapmakla yükümlü. constexpr bir değişkene ilk değer verilmemesi ya da sabit ifadesi olmayan bir ifade ile ilk değer verilmesi doğrudan sentaks hatası:

int func();

int main()
{
	int ival = 10;
	constexpr int cx1; //geçersiz
	constexpr int cx2 = ival; //geçersiz
	constexpr int cx3 = func(); //geçersiz
	//

	return 0;
}

int func();

int main()

{

int ival = 10;

constexpr int cx1; //geçersiz

constexpr int cx2 = ival; //geçersiz

constexpr int cx3 = func(); //geçersiz

return 0;

}

const anahtar sözcüğüyle tanıtılan değişkenlerin değerlerini değiştirmeye yönelik ifadelerin geçersiz olduğunu biliyorsunuz. constexpr değişkenler için de durum farklı değil:

int main()
{
	constexpr int x = 100;
	constexpr int primes[10] = { 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29 };

	x++; //geçersiz
	primes[1] = 20; //geçersiz
	//
	return 0;
}

int main()

{

constexpr int x = 100;

constexpr int primes[10] = { 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29 };

x++; //geçersiz

primes[1] = 20; //geçersiz

return 0;

}

Peki bu durumda const anahtar sözcüğü ile constexpr anahtar sözcüğü aynı anlama mı geliyor? Kesinlikle hayır. const anahtar sözcüğü ile tanımlanan bir değişkene bir sabit ifadesi ile ilk değer vermek zorunlu değil. Bir const değişken ancak bir sabit ifadesi ile ilk değerini aldığında sabit ifadesi olarak kullanılabiliyor. Ancak constexpr değişkenlere sabit ifadesi olmayan ifadeler ile ilk değer verilemiyor ve constexpr değişkenler her zaman sabit ifadesi olarak kullanılabiliyor. Kafanız mı karıştı?

int func();

int main()
{
	const int x1 = func(); //geçerli
	const int x2 = 10; //geçerli
	constexpr int cx1 = x1; //geçersiz. x1 sabit ifadesi değil
	constexpr int cx2 = x2; //geçerli, x2 sabit ifadesi
	constexpr int cx3 = func(); //geçersiz, func() sabit ifadesi değil

	int a[x1]; //geçersiz, dizi boyutu sabit ifadesi değil
	int b[x2]; //geçerli, dizi boyutu sabit ifadesi.
	int c[cx3]; //geçerli, dizi boyutu sabit ifadesi.

	return 0;
}

int func();

int main()

{

const int x1 = func(); //geçerli

const int x2 = 10; //geçerli

constexpr int cx1 = x1; //geçersiz. x1 sabit ifadesi değil

constexpr int cx2 = x2; //geçerli, x2 sabit ifadesi

constexpr int cx3 = func(); //geçersiz, func() sabit ifadesi değil

int a[x1]; //geçersiz, dizi boyutu sabit ifadesi değil

int b[x2]; //geçerli, dizi boyutu sabit ifadesi.

int c[cx3]; //geçerli, dizi boyutu sabit ifadesi.

return 0;

}

Bir global değişken ya da bir yerel değişken constexpr anahtar sözcüğü ile tanıtılabilir. Bir sınıfın bir static veri öğesi constexpr olarak tanıtılabilir. Ancak işlevlerin parametre değişkenleri ve bir sınıfın static olmayan veri öğeleri constexpr olarak tanıtılamazlar:

class Myclass {
	constexpr int mx = 10; //geçersiz 
	static constexpr int msx = 20; //geçerli
	///
};

constexpr int g = 10; //geçerli

void func(constexpr int x) //geçersiz
{
	constexpr int y = 10; //geçerli
}

class Myclass {

constexpr int mx = 10; //geçersiz

static constexpr int msx = 20; //geçerli

///

};

constexpr int g = 10; //geçerli

void func(constexpr int x) //geçersiz

{

constexpr int y = 10; //geçerli

}

constexpr anahtar sözcüğünü const anahtar sözcüğü ile birlikte kullanmak sentaks hatası olmasa da çoğu zaman gereksiz. Çünkü constexpr anahtar sözcüğü const anahtar sözüğünün anlamını da içeriyor:

constexpr const int x = 10;  //geçerli ama const gereksiz

1	constexpr const int x = 10; //geçerli ama const gereksiz

Lakin constexpr değişkenimiz gösterdiği yer const olan (low level const) bir gösterici ise durum farklı. (Burada nedense lakin sözcüğünü kulanmak içimden geldi.) Önce const anahtar sözcüğüyle gösterici değişkenlerin tanımlanmasını ve bu konudaki terminolojiyi bir hatırlayalım:

int main()
{

	int x = 0;
	int y = 0;

	int *const p1 = &x;  
	//p1 kendisi const bir gösterici
	//p1 is a const pointer.
	//p1 is top level const
	*p1 = 100; //geçerli, x = 100;
	p1 = &y; //geçersiz
	//

	const int *p2 = &x;
	//int const *p2 = &x; //aynı anlamda
	//p2 gösterdiği yer const gösterici
	//p2 is a pointer to const oject
	//p2 is low level const
	p2 = &y; //geçerli
	*p2 = 100; //geçersiz

	const int *const p3 = &x;
	//int const *const p3 = &x; //aynı anlamda
	//p3 gösterdiği yer const olan kendisi const gösterici
	//p2 is a const pointer to const oject
	//p2 is low level && top level consty
	p2 = &y; //geçersiz
	*p2 = 100; //geçersiz
	//
}

int main()

{

int x = 0;

int y = 0;

int *const p1 = &x;

//p1 kendisi const bir gösterici

//p1 is a const pointer.

//p1 is top level const

*p1 = 100; //geçerli, x = 100;

p1 = &y; //geçersiz

const int *p2 = &x;

//int const *p2 = &x; //aynı anlamda

//p2 gösterdiği yer const gösterici

//p2 is a pointer to const oject

//p2 is low level const

p2 = &y; //geçerli

*p2 = 100; //geçersiz

const int *const p3 = &x;

//int const *const p3 = &x; //aynı anlamda

//p3 gösterdiği yer const olan kendisi const gösterici

//p2 is a const pointer to const oject

//p2 is low level && top level consty

p2 = &y; //geçersiz

*p2 = 100; //geçersiz

}

Şimdi de aşağıdaki koda bakalım:

int g = 20;

constexpr const int * p = &g;
//constexpr int const * p = &g; //aynı anlamda

int g = 20;

constexpr const int * p = &g;

//constexpr int const * p = &g; //aynı anlamda

Burada p değişkeni constexpr olarak tanıtılan ve gösterdiği yer const olan bir gösterici. const anahtar sözcüğü kullanılmasaydı, tanımlama yine geçerli olurdu ancak tanımlamanın anlamı değişirdi.
Bu arada constexpr değişkenlere bir sabit ifadesi ile ilk değer verilmesi zorunlu olduğundan constexpr gösterici değişkenlere de sabit ifadesi olma özelliğine sahip adreslerle ilk değer verilmeli. Yerel değişkenlerin adresleri sabit ifadesi olarak kabul edilmiyor:

int g = 20;

int main()
{
	int x = 10;
	constexpr int *p1 = &g; //geçerli, &g sabit ifadesi.
	constexpr int *p2 = &x; //geçersiz, &x sabit ifadesi değil.
	//
}

int g = 20;

int main()

{

int x = 10;

constexpr int *p1 = &g; //geçerli, &g sabit ifadesi.

constexpr int *p2 = &x; //geçersiz, &x sabit ifadesi değil.

}

“constexpr – 1” için 10 yorum

Kenan dedi ki:

28 Ekim 2016, 16:43

Selamlar,
————————————-
int func();

int main()
{
const int x1 = func(); //geçerli
const int x2 = 10; //geçerli
constexpr int cx1 = x1; //geçersiz. x1 sabit ifadesi değil
constexpr int cx2 = x2; //geçerli, x2 sabit ifadesi
constexpr int cx3 = func(); //geçersiz, func() sabit ifadesi değil

int a[x1]; //geçersiz, dizi boyutu sabit ifadesi değil
int b[x2]; //geçersiz, dizi boyutu sabit ifadesi.
int c[cx3]; //geçerli, dizi boyutu sabit ifadesi.

return 0;
}
————————————-
ifadesi içindeki int b[x2]; geçerli bir ifade olması gerekmiyor mu?
1. Necati Ergin dedi ki:
  
  28 Ekim 2016, 21:09
  
  Merhaba Kenan Bey,
  Geçerli yerine yanlışlıkla geçersiz yazılmış. Uyarı için teşekkür ederim. İyi çalışmalar.

int x = 10;
constexpr int *p1 = &g; //geçerli, &g sabit ifadesi.
constexpr int *p2 = &x; //geçersiz, &x sabit ifadesi değil.

std::cout << "*p2:" <<*p2 << std::endl;

ifadesi VS2015 ile derlenip çalıştığı zaman ekrana *p2:10 yazmasının sebebi nedir Necati Hocam?

Necati Ergin dedi ki:

28 Ekim 2016, 21:18

Merhaba,
p2 gösterici nesnesi x değişkenini gösterdiğine göre *p2 ifadesi x’in kendisi. Bu durumda ekrana p2’nin gösterdiği nesnenin değerini yani x’in değerini yazdırmış oluyoruz.

Necati bey öncelikle tüm cevaplarınız için teşekkürler.
Soruyu biraz kapalı sorduğum için yanlış anlaşıldı. Kusura bakmayın.
/////////////////////////////////////////////
int x = 10;
constexpr int *p1 = &g; //geçerli, &g sabit ifadesi.
constexpr int *p2 = &x; //geçersiz, &x sabit ifadesi değil.
std::cout << "*p2:" <<*p2 << std::endl;
/////////////////////////////////////////////
constexpr int *p2 = &x; ifadesi geçersiz olduğundan dolayı derlenip çalışmaması gerekiyordu ama derlenebildi hatta link edilebilde ve çalıştı. constexpr int *p2 = &x; bu ifade geçersiz değil mi yoksa kaçırdığımız kısım ne acaba?

Teşekkürler,
İyi çalışmalar

int g = 10;

int main()
{
	int x = 10;
	constexpr int *p1 = &g; //geçerli, &g sabit ifadesi.
	//constexpr int *p2 = &x; //geçersiz, &x sabit ifadesi değil.

	return 0;
}

int g = 10;

//constexpr int *p2 = &x; //geçersiz, &x sabit ifadesi değil.

Haklısınız. Gösterdiğiniz kodun derlenmemesi gerekiyor. Yerel bir değişkenin adresi bir sabit ifadesi kabul edilmediğinden p2 gösterici değişkenine verilen ilk değer dilin kurallarını çiğniyor. Aklıma gelen olasılıklar
i) x değişkenini global isim alanında tanımlamış olduğunuz için kod geçerli olabilir.
ii) Derleyiciniz constexpr anahtar sözcüğünü implemente etmemiş ancak varlığını da etkisiz olarak değerlendirmiş olabilir.

Kenan dedi ki:

28 Ekim 2016, 17:40

Selamlar,
constexpr değeri derleme zamanında hesaplanmak zorunda mı ?
1. Necati Ergin dedi ki:
  
  28 Ekim 2016, 21:15
  
  Evet. Yalnızca bir istisnai durum var. constexpr bir işlev söz konusu olduğunda (yakında bloğumuzda constexpr işlevlerle ilgili bir yazı yayımlanacak) işleve gönderilen değer sabit ifadesi değilse işlevin geri dönüş değeri çalışma zamanında hesaplanıyor. Eğer söz konusu işlev bir sabit ifadesi ile çağrılırsa işlevin geri dönüş değeri derleme zamanında hesaplanıyor. İlginiz için teşekkür ederim.
ibrahim akgün dedi ki:

13 Ocak 2017, 16:00

Selamlar Necati Bey,

const double cval = 3.14; constexpr double cval2 = 2.0*cval;

1
2

const double cval = 3.14;
constexpr double cval2 = 2.0*cval;

the value of ‘cval’ is not usable in a constant expression hatası alırken

const int cval = 3; constexpr int cval2 = 2*cval;

1
2

const int cval = 3;
constexpr int cval2 = 2*cval;

kod hatasız bir şekilde çalışmaktadır. Burdaki kavramsal ayrımın sebebi nedir?
1. Necati Ergin dedi ki:
  
  18 Ocak 2017, 15:50
  
  Merhaba İbrahim Bey,
  
  Kod geçerli. Derleyicinizin sentaks hatası vermesi derleme için kullandığınız switch’ler ile ilgili olabilir. Ben cpp.sh de C++14 seçeneğiyle derleyip çalıştırdım:
  
  #include <iostream> const double cval = 3.14; constexpr double cval2 = 2.0*cval; int main() { std::cout << cval2 << std::endl; //6.28 }
  
  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
  
  #include <iostream>
  
  const double cval = 3.14;
  constexpr double cval2 = 2.0*cval;
  
  int main()
  {
  std::cout << cval2 << std::endl; //6.28
  }
  
  Gerçek sayı formatının farklı sistemlerde farklı olabilmesi nedeniyle derleyici kullanılan switch’lere bağlı olarak sentaks hatası vermiş olabilir diye düşünüyorum.

Yorumlar kapatıldı.

Necati Ergin

Bunlar da ilginizi çekebilir

eşdeğişken geri dönüş türü (covariant return type)

yüklenmiş işlev çözümlemesinde özel durumlar – 4 (const yüklemesi)

string sabitleri (string literals)

“constexpr – 1” için 10 yorum