constexpr

C++20 erhält einen constexpr std::vector und einen constexpr std::string. Beide Container lassen sich mit den constexpr-Algorithmen der STL zur Compilezeit modifizieren.

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Mein letzter Artikel "C++20: Die vier großen Neuerungen" hat einen ersten Überblick zu Concepts, der Ranges-Bibliothek, Coroutinen und Module gegeben. Natürlich hat C++20 mehr zu bieten. Heute möchte ich meinen Überblick mit der Kernsprache fortsetzen.

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Diese Serie zur Programmierung zur Compilezeit begann mit der Template-Metaprogrammierung, gefolgt von der Type-Traits-Bibliothek und endet heute mit konstanten Ausdrücken (constexpr).

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Eine Zeitdauer ist die Differenz zwischen zwei Zeitpunkten. Sie wird in der Anzahl von Zeittakten angegeben.

constexpr Funktionen sind Funktionen, die zur Compilezeit ausgeführt werden können. Hört sich erst mal nicht so spannend an. Ist es aber, denn durch constexpr Funktionen können Berechnungen auf die Compilezeit verschoben werden. Damit stehen deren Ergebnisse als Konstanten im ROM zur Laufzeit zur Verfügung. Darüber hinaus sind constexpr Funktionen implizit inline.

Wird eine Variable als constexpr definiert, kann sie zur Compilezeit evaluiert werden. Dies gilt nicht nur für Variablen von fundamentalen Datentypen, sondern auch für Instanzen von benutzerdefinierten Datentypen (Objekte). Insbesondere bei Objekten gibt es deutliche Einschränkungen, damit diese zur Compilezeit evaluiert werden können.

Mit dem Schlüsselwort constexpr lässt sich ein Ausdruck definieren, der zur Compilezeit evaluiert werden kann. constexpr lässt sich für Variablen, Funktionen aber auch benutzerdefinierte Typen verwenden. Ein zur Compilezeit evaluierter Ausdruck besitzt viele Vorteile. So sind constexpr Variablen und auch Instanzen von benutzerdefinierten Typen automatisch thread-sicher und können im billigen ROM gespeichert werden, so werden constexpr Funktionen zur Compilezeit ausgeführt, so dass das Ergebnis der Funktion direkt zur Laufzeit zur Verfügung steht.