Параллельное программирование на С++ в действии

 return CX();

}

Можно также написать простую constexpr-функцию, которая копирует свой параметр:

constexpr CX clone(CX val) {

 return val;

}

Но это практически и всё, что можно сделать, — constexpr-функции разрешено вызывать только другие constexpr-функции. Тем не менее, допускается применять спецификатор constexpr к функциям-членам и конструкторам CX:

class CX {

private:

 int а;

 int b;

public:

 CX() = default;

 constexpr CX(int a_, int b_): a(a_), b(b_) {}

 constexpr int get_a() const { ←(1)

  return a;

 }

 constexpr int get_b() { ←(2)

  return b;

 }

 constexpr int foo() {

  return a + b;

 }

};

Отметим, что теперь квалификатор const в функции get_a() (1) избыточен, потому что он и так подразумевается ключевым словом constexpr. Функция get_b() достаточно «константная» несмотря на то, что квалификатор const опущен (2). Это дает возможность строить более сложные constexpr-функции, например:

constexpr CX make_cx(int a) {

 return CX(a, 1);

}

constexpr CX half_double(CX old) {

 return CX(old.get_a()/2, old.get_b()*2);

}

constexpr int foo_squared(CX val) {

 return square(val.foo());

}

int array[foo_squared(

 half_double(make_cx(10)))]; ←49 элементов

Всё это, конечно, интересно, но уж слишком много усилий для того, чтобы всего лишь вычислить границы массива или значение целочисленной константы. Основное же достоинство константных выражений и constexpr-функций в контексте пользовательских типов заключается в том, что объекты литерального типа, инициализированные константным выражением, инициализируются статически и, следовательно, не страдают от проблем, связанных с зависимостью от порядка инициализации и гонок.

CX si = half_double(CX(42, 19));

Это относится и к конструкторам. Если конструктор объявлен как constexpr, а его параметры — константные выражения, то такая инициализация считается константной инициализацией и происходит на этапе статической инициализации. Это одно из наиболее важных изменений в стандарте C++11 с точки зрения параллелизма: разрешив статическую инициализацию для определенных пользователем конструкторов, мы предотвращаем состояния гонки во время инициализации, поскольку объекты гарантированно инициализируются до начала выполнения программы.

Особенно существенно это для таких классов, как std::mutex (см. раздел 3.2.1) и std::atomic<> (см. раздел 5.2.6), поскольку иногда мы хотим, чтобы некий глобальный объект синхронизировал доступ к другим переменным, но так, чтобы не было гонок при доступе к нему самому. Это было бы невозможно, если бы конструктор мьютекса мог стать жертвой гонки, поэтому конструктор по умолчанию в классе std::mutex объявлен как constexpr, чтобы инициализация мьютекса всегда производилась на этапе статической инициализации.

А.4.2. constexpr -объекты

До сих пор мы говорили о применении constexpr к функциям. Но этот спецификатор можно применять и к объектам. Чаще всего, так делают для диагностики; компилятор проверяет, что объект инициализирован константным выражением, constexpr-конструктором или агрегатным инициализатором, составленным из константных выражений. Кроме того, объект автоматически объявляется как const:

constexpr int i = 45;←Правильно

constexpr std::string s("hello");←┐Ошибка, std::string —

int foo();                        │не литеральный тип

constexpr int j = foo();←Ошибка, foo() не объявлена как constexpr

A.4.3. Требования к constexpr -функциям

Чтобы функцию можно было объявить как constexpr, она должна удовлетворять нескольким требованиям. Если эти требования не выполнены, компилятор сочтет наличие спецификатора constexpr ошибкой. Требования таковы:

• все параметры должны иметь литеральный тип;

• возвращаемое значение должно иметь литеральный тип;

• тело функции может содержать только предложение return и ничего больше;

• выражение в предложении return должно быть константным;

• любой конструктор или оператор преобразования, встречающийся в выражении для вычисления возвращаемого значения, должен быть объявлен как constexpr.