La variabile statica constexpr ha senso?

Question

Se ho una variabile all'interno di una funzione (ad esempio un array di grandi dimensioni), ha senso dichiararla sia static e constexpr? constexpr garantisce che l'array sia stato creato in fase di compilazione, quindi lo static sarebbe inutile?

void f() { 
    static constexpr int x [] = { 
     // a few thousand elements 
    }; 
    // do something with the array 
} 

È il static effettivamente facendo qualcosa là in termini di codice o la semantica generato?

Answer 1

La risposta breve è che non solo è static utile, è abbastanza bene sarà sempre desiderato.

Innanzitutto, notare che static e constexpr sono completamente indipendenti l'uno dall'altro. static definisce la durata dell'oggetto durante l'esecuzione; constexpr specifica che l'oggetto deve essere disponibile durante la compilazione. La compilazione e l'esecuzione sono disgiunte e discontinue, sia nel tempo che nello spazio. Quindi, una volta che il programma è stato compilato, constexpr non è più rilevante.

Ogni variabile dichiarata constexpr è implicitamente const ma const e static sono quasi ortogonali (tranne che per l'interazione con static const numeri interi.)

Il modello C++ oggetti (§ 1.9) richiede che tutti gli oggetti diversi bit-field occupano almeno un byte di memoria e indirizzi; inoltre tutti questi oggetti osservabili in un programma in un dato momento devono avere indirizzi distinti (paragrafo 6). Questo non richiede al compilatore di creare una nuova matrice sullo stack per ogni richiamo di una funzione con un array const non statico locale, in quanto il compilatore potrebbe trovare rifugio nel principio as-if a condizione che provi che nessun altro oggetto di questo tipo può essere osservato

Questo non sarà facile da provare, sfortunatamente, a meno che la funzione non sia banale (ad esempio, non chiama nessuna altra funzione il cui corpo non è visibile all'interno dell'unità di traduzione) perché gli array, più o meno per definizione, sono indirizzi. Pertanto, nella maggior parte dei casi, la matrice non statica const(expr) dovrà essere ricreata nello stack ad ogni richiamo, il che vanifica il punto di essere in grado di calcolarlo in fase di compilazione.

D'altra parte, un oggetto locale static const è condiviso da tutti gli osservatori e inoltre può essere inizializzato anche se la funzione in cui è definita non viene mai chiamata. Quindi, nessuno dei precedenti si applica e un compilatore è libero non solo di generare solo una singola istanza di esso; è libero di generare una singola istanza in memoria di sola lettura.

Quindi dovresti usare sicuramente static constexpr nel tuo esempio.

Tuttavia, vi è un caso in cui non si desidera utilizzare static constexper. A meno che un oggetto dichiarato constexpr sia ODR-usato o dichiarato static, il compilatore è libero di non includerlo affatto. È piuttosto utile, perché consente l'utilizzo di array temporanei constexpr temporanei senza eseguire il polling del programma compilato con byte non necessari. In tal caso, chiaramente non si desidera utilizzare static, poiché è probabile che lo static imponga l'esistenza dell'oggetto in fase di esecuzione.