C语言是否存在保证常量表达式编译(翻译)期求值的标准方式及未强制要求的原因解析
C语言常量表达式编译期求值相关问题
C语言未对所有特定常量表达式必须在编译(翻译)阶段完成求值作出强制保证,是很多开发者初次对照C11标准时会感到诧异的点。
根据C11标准6.6节(常量表达式)的规定:常量表达式可以在翻译阶段而非运行阶段完成求值——该规则属于向编译器实现开放的许可范围,并非刚性约束。
基于这一规则,延伸出两个待解答的问题:
- 是否存在符合C语言标准的方法,可保证特定常量表达式一定会在编译(翻译)阶段完成求值?
- C语言标准为何不对上述求值要求作出强制保证?背后存在哪些技术层面的阻碍?
不同场景下的标准要求边界
2023年7月11日的补充说明梳理了不同场景下的规则差异:
- 强制要求编译期求值的场景:以
_Static_assert声明为例,其使用的整型常量表达式必须在翻译阶段完成求值。根据C11标准6.7.10p3的语义规定,C语言实现需要检查该声明是否存在约束违反情况,若违反必须在翻译阶段输出诊断信息——这一流程本身就强制要求对应的整型常量表达式不能延后到运行阶段求值。 - 允许自主选择求值时机的场景:部分场景下常量表达式可选择在编译(翻译)期求值,例如
switch(<const_expr>)的控制表达式场景,此类场景下标准不做强制要求。编译器既可以在编译阶段完成计算并将结果直接嵌入二进制程序,也可以保留对应的求值逻辑,在程序运行阶段完成计算。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者pmor
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