Cách khác để xác nhận các hàm constexpr

Question

Tôi có một số hàm constexpr ngắn gọn trong các thư viện của tôi thực hiện một số phép tính đơn giản. Tôi sử dụng cả hai trong bối cảnh thời gian chạy và biên dịch.

Tôi muốn thực hiện một số xác nhận trong phần thân của các chức năng này, tuy nhiên assert(...) không hợp lệ trong chức năng constexpr và không thể sử dụng static_assert(...) để kiểm tra tham số chức năng.

Ví dụ:

constexpr int getClamped(int mValue, int mMin, int mMax) noexcept 
{ 
    assert(mMin <= mMax); // does not compile! 
    return mValue < mMin ? mMin : (mValue > mMax ? mMax : mValue); 
} 

Có cách nào để séc xem chức năng đang được thực hiện trong một thời gian chạy hoặc thời gian biên dịch liên tục và thực hiện assert chỉ khi nó đang được thực hiện tại thời gian chạy ?

constexpr int getClamped(int mValue, int mMin, int mMax) noexcept 
{ 
    assert_if_runtime(mMin <= mMax); 
    return mValue < mMin ? mMin : (mValue > mMax ? mMax : mValue); 
} 

Answer 1

Tôi tin rằng assert sẽ hoạt động cho bạn khi g ++ thực hiện N3652, Relaxing constraints on constexpr functions. Hiện tại, this status page cho biết rằng điều này chưa được triển khai.

assert không hoạt động (trong các hàm constexpr) trên trình biên dịch tiếng kêu hiện tại do Apple cung cấp, với -std=c++1y.

Tại thời điểm này, tôi thấy không có gì trong tiêu chuẩn đảm bảo rằng assert sẽ hoạt động trong các hàm constexpr và đảm bảo đó sẽ là bổ sung chào mừng cho tiêu chuẩn (ít nhất là bởi tôi).

Cập nhật

Richard Smith đã thu hút sự chú ý của tôi để LWG 2234 gửi bởi Daniel Krügler mà đang nỗ lực để tạo ra sự đảm bảo tôi đề cập đến ở trên.

Answer 2

Ném một ngoại lệ có thể hữu ích khi trình biên dịch bỏ qua phần thời gian chạy khi nó không được ném.

#include <cassert> 

constexpr int getClamped(int mValue, int mMin, int mMax) 
{ 
    return (mMin <= mMax) ? 
      (mValue < mMin ? mMin : (mValue > mMax ? mMax : mValue)) : 
      throw "mMin must be less than or equal to mMax"; 
} 

int main(int argc, char** argv) 
{ 
    // These two work: 
    static_assert(getClamped(42, 0, 100) == 42, "CT"); 
    assert(getClamped(argc, 0, 100) == argc); 

    // Fails at compile-time: 
    // static_assert(getClamped(42, 100, 0) == 42, "CT"); 

    // Fails at run-time: 
    // assert(getClamped(argc, 100, 0) == argc); 
} 

Live example

Answer 3

Một sự tinh tế về câu trả lời Daniel Frey là sử dụng noexcept trên constexpr chức năng để biến các lỗi thời gian chạy vào một cuộc gọi đến std::terminate. Lỗi xác nhận không thể khôi phục được; họ nên tạm dừng quá trình ngay lập tức. Biến chúng thành ngoại lệ là một ý tưởng rất tồi tệ.

#include <exception> 
#include <stdexcept> 

struct assert_failure 
    : std::logic_error 
{ 
    explicit assert_failure(const char *sz) 
     : std::logic_error(sz) 
    {} 
}; 

constexpr bool in_range(int i, int j, int k) noexcept 
{ 
    return (i <= j && j <= k) ? true : throw assert_failure("input not in range"); 
} 

int main(int argc, char* argv[]) 
{ 
    constexpr bool b1 = in_range(0, 4, 5); // OK! 
    constexpr bool b2 = in_range(0, 6, 5); // Compile-time error! 
    bool b3 = in_range(0, 4, argc);  // May or may not terminate the process 
} 

Các lỗi runtime cho tôi trông giống như:

terminate called after throwing an instance of 'assert_failure' 
    what(): input not in range 
Aborted (core dumped) 

Hy vọng rằng sẽ giúp.