constexprについての確認

Question

constexprについて
およびコンパイル時関数についての質問なのですが、

constexpr int num(int a, int b){return a + b;}

int main
{
int i = num( 1 + 5); ←はコンパイル時関数として処理される

int ii = 0;
scanf("%d",&ii);
ii = num(ii + ii); ←の場合はコンパイル時関数ではない？
}

↑の考え方が正しければ、コンパイル関数は
コンパイル時に引数が未知でない関数が呼ばれたときはコンパイル時関数が発動するという認識であっていますでしょうか？

Answer 1

いいえ。 質問の例ではどちらも実行時に呼び出されます。

constexpr が呼出されるのが実行時かコンパイル時かを決定づけるのは引数ではなく「その関数の結果を受け取る側」です。 定数式が要求されている場に現れるときにコンパイル時に呼び出されることになっています。

ただし、そのような言語上の理屈とは別に最適化による定数畳み込みがかかって定数になることはあります。

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定数式が要求される文脈として代表的なものは

• constexpr 指定が付いた変数の初期化
• 配列を宣言するときの要素数
• テンプレート引数に渡す値

があります。

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変数に constexpr を付けるのが定数式の文脈のコントロールとして最もわかりやすいと思うのでそれを元に例を示します。

#include <iostream>

constexpr int num(int a, int b) {
  return a + b;
}

int main(void) {
  int x = num(1, 5); // ← このとき num は実行時に呼び出される
  constexpr int y = num(1, 5); // ← このとき num はコンパイル時に呼ばれる
  constexpr int z = num(x, x); // ← このとき num はコンパイル時に呼ばれるが x は定数式ではないのでエラー

  std::cout << x << y << z << std::endl;
}

Comments

[apa]

int i = num( 1 + 5);　← つまりこういう場合はってことですね？　
(引数が決まってなくとも受け皿ができていればOK)
となるとすべての処理がコンパイル時に行える気がして
逆にできない処理の想像ができないのですが。。

[SaitoAtsushi]

私が述べたのは「実行時かコンパイル時かを決定する」のが受け取る側であると述べているのであって、引数が定数式でなくてよいというわけではありません。 コンパイル時に呼び出される文脈にもかかわらず引数が定数式でないならコンパイルエラーになるので実行時にもコンパイル時にも呼び出されません。

[apa]

自分の返答の仕方が分かりづらくてすいません。
受け取る側が実行時と判断する場面が想像できないということです

コンパイル時に呼び出される文脈にもかかわらず引数が定数式でないならコンパイルエラーになるので実行時にもコンパイル時にも呼び出されません　←はscanfのように実行時にしかわからない変数が入れられてしまったときにエラーを吐くよということでしょうか？
scanfのほうはとおったので大丈夫だと思ったのですが、

[SaitoAtsushi]

はい。 scanf などの外部から入力した値は当然ですが定数式になりえません。
この質問の例においては ii へ代入するというのは右辺が定数式であることを要求しないので num は実行時に呼び出されますし、その引数も定数式である必要はありません。