C++20那些事之constexpr与comma expr

news/2024/10/15 21:08:03/

C++20那些事之constexpr与comma expr

C++20 引入了多项新特性，进一步增强了编译时能力和代码安全性。本文将深入探讨两项重要的变更：constexpr 函数中的异常处理以及下标运算符中逗号运算符的弃用。

注：懒人版，本节的代码示例与相关文档已更新在星球，感兴趣加入即可。

1. constexpr 函数中支持 try-catch 异常处理的变更

在 C++20 之前，constexpr 函数中不能使用 try-catch 块，这一限制阻碍了一些标准库容器如 std::array 的编译时处理能力。C++20 对此进行了改进，允许在 constexpr 函数中使用 try-catch 块，并且在常量表达式的上下文中忽略这些异常处理结构。当在常量表达式计算中抛出异常时，编译器会报错。

这项改动的主要目的是让标准库中的容器能够支持 constexpr，例如 std::array，同时为将来在编译时支持更多异常处理提供了基础。

示例：

constexpr int SafeDivide(int a, int b) {if (b == 0) {throw std::runtime_error("Division by zero!");  // 当除数为0时抛出异常}return a / b;
}constexpr int ComputeQuotient(int x) {try {return SafeDivide(100, x);  // 尝试除法运算} catch (const std::runtime_error&) {return -1;  // 捕获除零异常并返回 -1}
}

上面代码在C++20之前编译不过，那么C++20对这个行为是什么呢，可以猜一下下面两个结果：

static_assert(ComputeQuotient(25) == 4); 
static_assert(ComputeQuotient(0) == -1);

2. 下标运算符中的逗号运算符弃用

C++20 的另一项变更是弃用在下标运算符中使用逗号运算符。在早期的 C++ 版本中，表达式 array[x, y] 中，逗号运算符会使 y 作为下标传递给数组或容器，而 x 被忽略。然而，这种用法会导致代码不易理解，并且妨碍未来多维数组的实现。因此，自 C++20 起，下标运算符中的逗号运算符被弃用，除非使用括号明确指定优先级，如 array[(x, y)]。

示例代码：

// arr[i, j] = 10;  // C++17 中合法，C++20 中弃用
arr[(i, j)] = 10;  // 使用括号以明确逗号的优先级

在这个例子中，arr[(i, j)] 使用了括号以明确逗号运算符的优先级，确保 j 作为下标传递给数组。在 C++17 中，arr[i, j] 是允许的，但在 C++20 中，这样的用法会触发弃用警告。通过这种方式可以确保代码的行为一致，并符合 C++20 的新标准。

如果使用了逗号运算符编译器将会警告：

common.cc:9:10: warning: top-level comma expression in array subscript is deprecated [-Wcomma-subscript]9 |     arr[i, j] = 10;  // C++17 中合法，C++20 中弃用|          ^