constexpr specifier (since C++11)

• constexpr - 변수의 값 , structured binding (since C++26) 또는 함수가 constant expressions 에 나타날 수 있음을 지정합니다

설명

constexpr 지정자는 해당 개체들의 값을 컴파일 시간에 평가할 수 있음을 선언합니다. 그러한 개체들은 오직 컴파일 시간 상수 표현식 만 허용되는 곳에서 사용될 수 있습니다 (적절한 함수 인수가 제공되는 경우).

객체 선언에서 사용된 constexpr 지정자는 또는 비정적 멤버 함수 (C++14까지) 가 const 를 암시합니다.

함수의 첫 번째 선언에서 사용된 constexpr 지정자는 또는 static 데이터 멤버 (C++17부터) 가 inline 을 암시합니다. 함수 또는 함수 템플릿의 선언에 constexpr 지정자가 있는 경우, 모든 선언은 해당 지정자를 포함해야 합니다.

constexpr 변수

변수 또는 변수 템플릿 (C++14 이후) 는 다음 모든 조건이 충족될 경우 constexpr 로 선언될 수 있습니다:

• 선언은 정의 입니다.
• 이것은 literal type 입니다.
• (선언에 의해) 초기화됩니다.

constexpr 함수

함수 또는 함수 템플릿은 constexpr 로 선언될 수 있습니다.

함수는 다음 조건을 모두 만족할 경우 constexpr-suitable 입니다:

• 이것이 생성자인 경우 또는 소멸자인 경우 (C++20 이후) , 해당 클래스는 virtual base class 를 가지지 않습니다.

인스턴스화된 constexpr 함수를 제외하고, 비템플릿 constexpr 함수는 constexpr-suitable해야 합니다.

주어진 맥락에서 constexpr 함수의 호출은 다음 예외를 제외한 모든 측면에서 동일한 맥락에서의 동등한 비- constexpr 함수 호출과 동일한 결과를 생성합니다:

• constexpr 함수의 호출은 상수 표현식 에 나타날 수 있습니다.
• 복사 생략 은 상수 표현식에서 수행되지 않습니다.

constexpr 생성자

constexpr 함수의 요구사항 외에도, 생성자가 constexpr로 적합하려면 다음 모든 조건을 충족해야 합니다:

• 해당 클래스는 virtual base class 를 가지고 있지 않습니다.

constexpr 소멸자

참고 사항

constexpr int f(); 
constexpr bool b1 = noexcept(f()); // false, undefined constexpr function
constexpr int f() { return 0; }
constexpr bool b2 = noexcept(f()); // true, f() is a constant expression

void f(int& i) // not a constexpr function
{
    i = 0;
}
constexpr void g(int& i) // well-formed since C++23
{
    f(i); // unconditionally calls f, cannot be a constant expression
}

리터럴 타입이 아닌 클래스에 대해 constexpr 생성자가 허용됩니다. 예를 들어, std::shared_ptr 의 기본 생성자는 constexpr이며, 이를 통해 상수 초기화 가 가능합니다.

참조 변수는 constexpr로 선언될 수 있습니다(이들의 초기화자는 참조 상수 표현식 이어야 함):

static constexpr int const& x = 42; // constexpr 참조를 통한 const int 객체 참조
                                    // (정적 참조에 의한 수명 연장으로 인해
                                    //  해당 객체는 정적 저장 기간을 가짐)

키워드

constexpr

예제

#include <iostream>
#include <stdexcept>
// C++11 constexpr 함수들은 반복 대신 재귀를 사용합니다
constexpr int factorial(int n)
{
    return n <= 1 ? 1 : (n * factorial(n - 1));
}
// C++14 constexpr 함수들은 지역 변수와 반복문을 사용할 수 있습니다
#if __cplusplus >= 201402L
constexpr int factorial_cxx14(int n)
{
    int res = 1;
    while (n > 1)
        res *= n--;
    return res;
}
#endif // C++14
// 리터럴 클래스
class conststr
{
    const char* p;
    std::size_t sz;
public:
    template<std::size_t N>
    constexpr conststr(const char(&a)[N]): p(a), sz(N - 1) {}
    // constexpr 함수들은 예외를 던져서 오류를 신호합니다
    // C++11에서는 조건 연산자 ?:에서 그렇게 해야 합니다
    constexpr char operator[](std::size_t n) const
    {
        return n < sz ? p[n] : throw std::out_of_range("");
    }
    constexpr std::size_t size() const { return sz; }
};
// C++11 constexpr 함수들은 모든 것을 단일 return 문에 넣어야 했습니다
// (C++14에는 그런 요구사항이 없습니다)
constexpr std::size_t countlower(conststr s, std::size_t n = 0,
                                             std::size_t c = 0)
{
    return n == s.size() ? c :
        'a' <= s[n] && s[n] <= 'z' ? countlower(s, n + 1, c + 1)
                                   : countlower(s, n + 1, c);
}
// 컴파일 타임 상수가 필요한 출력 함수, 테스트용
template<int n>
struct constN
{
    constN() { std::cout << n << '\n'; }
};
int main()
{
    std::cout << "4! = ";
    constN<factorial(4)> out1; // 컴파일 타임에 계산됨
    volatile int k = 8; // volatile을 사용하여 최적화 방지
    std::cout << k << "! = " << factorial(k) << '\n'; // 런타임에 계산됨
    std::cout << "\"Hello, world!\"의 소문자 개수는 ";
    constN<countlower("Hello, world!")> out2; // 암시적으로 conststr로 변환됨
    constexpr int a[12] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8};
    constexpr int length_a = sizeof a / sizeof(int); // C++17에서는 std::size(a),
                                                      // C++20에서는 std::ssize(a)
    std::cout << "길이 " << length_a << "인 배열의 원소들: ";
    for (int i = 0; i < length_a; ++i)
        std::cout << a[i] << ' ';
    std::cout << '\n';
}

4! = 24
8! = 40320
"Hello, world!"의 소문자 개수는 9입니다
길이가 12인 배열의 요소: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 0 0

결함 보고서

다음의 동작 변경 결함 보고서들은 이전에 발표된 C++ 표준에 소급 적용되었습니다.

1. ↑ 이는 constexpr 지정자를 가진 변수 템플릿의 선언이 둘 이상 존재할 수 없기 때문에 중복됩니다.

참고 항목