第二章 语言可用性的强化——常量

第二章 语言可用性的强化——常量 2.1 常量 nullptr

目的是为了代替NULL。传统C++会把NULL、0视为一种东西，这取决于编译器如何定义NULL。有些编译器会定义为((void)* 0)，有些会直接定义为0。

C++不允许直接将void 隐式转换到其他类型。如果编译器尝试把NULL定义为((void) 0)，如下代码：

char *ch = NULL;

由于C++没有 void * 的隐式转换，只好将NULL定义为0。表面上是解决了当前问题，但是这样做会产生重载混乱的新问题，如下代码：

void foo(char*);
void foo(int);
...
foo(NULL);  //这个函数会调用 foo(int)，不符合直觉，很麻烦

C++11引入了nullptr关键字，专门用来区分空指针、0。nullptr的类型为nullptr_t，能够隐式的转换成任何指针或成员指针的类型，也能和它们进行相等或者不相等比较。

所以，作为新时代的C++程序员，请养成使用nullptr的习惯。

constexpr

C++中数组的长度必须是一个常量表达式，你可以以前通过如下代码也可以定义一个数组：

const int len = 10;
int arr[len] = { 0 };

上面的代码可能在大部分编译器上可以跑，但是其实在C++中这是非法的。如果用古老一点的编译器，是会报错的，但是现在的编译器大部分都做了优化，其实这一点非常的不好。

C++11引入了 constexpr关键字，让用户显示的声明函数或对象构造函数在编译期会成为常量表达式。而且，constexpr可以修饰递归，如下代码：

constexpr int fibonacci(const int n)
{
    return n == 1 || n == 2 ? 1 : fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2); //斐波那契数列
}

int arr[fibonacci(4)] = { 0 };  //声明了一个有3个int元素的数组，每一个元素都是0

C++11引入的constexpr关键字只能修饰简单的函数，就是函数实现只能由 return 一行代码。从C++14开始，constexpr函数可以在内部使用局部变量、循环和分支等简单语句，如下代码：

constexpr int fibonacci(const int n)
{
    if (n == 1)
    {
        return 1;
    }

    if (n == 2)
    {
        return 1;
    }

    return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
}

和上面的那段代码功能一样，逻辑也是一样的，但是在C++11中是跑不了的。

注意事项

​1.constexpr 修饰符是将编译期运算的结果变成常量表达式，也就是说 constexpr 修饰的对象也要是一个确定不变的值，最起码需要是 const 修饰的值。如下代码：

int a = 1, b = 2;
const int c = 1, d = 2;
constexpr int value1 = a + b;  //错误，a 和 b 是变量，无法在编译期计算出常量值
constexpr int value2 = c + d;  //可以，c 和 d 是 const 常量，可以在编译期确定其值
constexpr int value3 = 1 + 2;  //更可以了

​2.如果是修饰函数，那么返回值一定不能是void ，也就是说一定要有返回值.

​3.C++11时期的constexpr有诸多限制，函数体通常只有一句 return 语句，函数体内既不能声明变量，也不能使用for语句之类的常规控制流语句。

​4.对于自定义类型(自定义类和自定义结构体)，不能直接用constexpr修饰。正确的做法应该是在该类型的内部添加一个常量构造函数。如下代码：

struct myType
{
    constexpr myType(string name, int age):m_name(name), m_age(age) {};  //常量构造函数
    string m_name;
    int m_age;
}