constexpr - 1 - Plepa Eğitim Hizmetleri

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.

}

Plepa Eğitim Hizmetleri

constexpr – 1

Necati Ergin

Necati Ergin

Bunlar da ilginizi çekebilir

çok boyutlu diziler

yüklenmiş işlev çözümlemesinde özel durumlar – 2

C++ temel ilkeleri (C++ core guidelines) – 1