constexpr funkcja to funkcja, którą można wywołać w wyrażeniu stałym. Aby uczynić funkcję funkcją constexpr, po prostu używamy słowa kluczowego constexpr przed typem zwracanym. Funkcje Constexpr mają gwarancję, że zostaną ocenione w czasie kompilacji tylko wtedy, gdy zostaną użyte w kontekście wymagającym stałego wyrażenia. W przeciwnym razie mogą być oceniane w czasie kompilacji (jeśli kwalifikują się) lub w czasie wykonywania. Funkcje Constexpr są domyślnie wbudowane i kompilator musi zobaczyć pełną definicję funkcji constexpr, aby wywołać ją w czasie kompilacji.
Funkcja constexval to funkcja, która musi zostać obliczona w czasie kompilacji. W przeciwnym razie funkcje Consteval działają na tych samych zasadach, co funkcje constexpr.
Czas quizu
Pytanie nr 1
Dodaj const i/lub constexpr do następującego programu:
#include <iostream>
// pobierze wysokość wieży od użytkownika i zwróci ją
double getTowerHeight()
{
std::cout << "Enter the height of the tower in meters: ";
double towerHeight{};
std::cin >> towerHeight;
return towerHeight;
}
// Zwraca wysokość piłki od ziemi po „sekundach” sekundach
double calculateBallHeight(double towerHeight, int seconds)
{
double gravity{ 9.8 };
// Używając wzoru: [ s = u * t + (a * t^2) / 2 ], tutaj u(prędkość początkowa) = 0
double distanceFallen{ (gravity * (seconds * seconds)) / 2.0 };
double currentHeight{ towerHeight - distanceFallen };
return currentHeight;
}
// Drukuje wysokość piłki nad ziemią
void printBallHeight(double ballHeight, int seconds)
{
if (ballHeight > 0.0)
std::cout << "At " << seconds << " seconds, the ball is at height: " << ballHeight << " meters\n";
else
std::cout << "At " << seconds << " seconds, the ball is on the ground.\n";
}
// Oblicza aktualną wysokość kulki, a następnie ją drukuje
// To jest funkcja pomocnicza ułatwiająca wykonanie tej operacji
void printCalculatedBallHeight(double towerHeight, int seconds)
{
double ballHeight{ calculateBallHeight(towerHeight, seconds) };
printBallHeight(ballHeight, seconds);
}
int main()
{
double towerHeight{ getTowerHeight() };
printCalculatedBallHeight(towerHeight, 0);
printCalculatedBallHeight(towerHeight, 1);
printCalculatedBallHeight(towerHeight, 2);
printCalculatedBallHeight(towerHeight, 3);
printCalculatedBallHeight(towerHeight, 4);
printCalculatedBallHeight(towerHeight, 5);
return 0;
}
Pokaż rozwiązanie
#include <iostream>
// Ta funkcja nie powinna być przekształcana w constexpr, ponieważ dane wyjściowe i wejściowe można wykonać tylko w czasie wykonywania.
// Wersje `operator<<` i `operator>>`, które wykonują dane wyjściowe i wejściowe nie obsługują constexpr.
double getTowerHeight()
{
std::cout << "Enter the height of the tower in meters: ";
double towerHeight{};
std::cin >> towerHeight;
return towerHeight;
}
// Zwraca wysokość od ziemi po „sekundach” sekund
// Ta funkcja jest consstepxr, ponieważ po prostu oblicza wartość ze swoich danych wejściowych i zwraca ją.
// Arytmetykę można wykonywać w czasie kompilacji i nie są wykonywane żadne funkcje inne niż constexpr
// Przypomnienie: Funkcję constexpr można ocenić w czasie kompilacji lub w czasie wykonywania.
// Jeśli jego argumentami są constexpr, można go wywołać w czasie kompilacji.
// W tym przypadku jest on wywoływany w czasie wykonywania, ponieważ argument towerHeight nie jest constexpr.
// Jeśli funkcję można przekształcić w constexpr, powinno be.
// Pamiętaj: parametry funkcji nie są constexpr, nawet w funkcji constexpr
constexpr double calculateBallHeight(double towerHeight, int seconds)
{
constexpr double gravity{ 9.8 }; // constexpr, ponieważ jest to stała czasu kompilacji
// Używając wzoru: [ s = u * t + (a * t^2) / 2 ], tutaj u(prędkość początkowa) = 0
// Te zmienne nie mogą być constexpr, ponieważ ich inicjatory nie są wyrażeniami stałymi
const double distanceFallen{ (gravity * (seconds * seconds)) / 2.0 };
const double currentHeight{ towerHeight - distanceFallen };
return currentHeight;
}
// Ta funkcja nie powinna być przekształcana w constexpr, ponieważ dane wyjściowe i wejściowe można wykonać tylko w czasie wykonywania.
// Wersje `operator<<` i `operator>>`, które wykonują dane wyjściowe i wejściowe nie obsługują constexpr.
void printBallHeight(double ballHeight, int seconds)
{
if (ballHeight > 0.0)
std::cout << "At " << seconds << " seconds, the ball is at height: " << ballHeight << " meters\n";
else
std::cout << "At " << seconds << " seconds, the ball is on the ground.\n";
}
// Ta funkcja nie powinna być przekształcana w constexpr, ponieważ dane wyjściowe i wejściowe można wykonać tylko w czasie wykonywania.
// Wersje `operator<<` i `operator>>`, które wykonują dane wyjściowe i wejściowe nie obsługują constexpr.
void printCalculatedBallHeight(double towerHeight, int seconds)
{
// wysokość może mieć tylko stałą (nie constexpr), ponieważ jej inicjator nie jest wyrażeniem stałym
const double ballHeight{ calculateBallHeight(towerHeight, seconds) };
printBallHeight(ballHeight, seconds);
}
int main()
{
// towerHeight może być tylko const (nie constexpr), ponieważ jego inicjator nie jest wyrażeniem stałym.
const double towerHeight{ getTowerHeight() };
printCalculatedBallHeight(towerHeight, 0);
printCalculatedBallHeight(towerHeight, 1);
printCalculatedBallHeight(towerHeight, 2);
printCalculatedBallHeight(towerHeight, 3);
printCalculatedBallHeight(towerHeight, 4);
printCalculatedBallHeight(towerHeight, 5);
return 0;
}
