Константные выражения

Известно несколько разновидностей выражений, называемых константными выражениями

Константное выражение препроцессора

Выражение после #if или #elif должно после подстановки состоять из

• операторов, отличных от присваивания, инкремента и декремента, вызова функции или оператора запятая, аргументами которых являются константные выражения препроцессора
• целочисленных констант
• символьных констант
• специального оператора препроцессора defined

При вычислении в выражениях #if символьные константы могут интерпретироваться в исходной кодировке, кодировке выполнения или в другой кодировке, определяемой реализацией.

Целочисленное константное выражение

Целочисленное константное выражение состоит только из

• операторов, отличных от присваивания, инкремента и декремента, вызова функции или оператора запятая, за исключением того, что операторы приведения типа могут преобразовывать арифметические типы только в целочисленные, если только они не являются частью операнда оператора sizeof , _Alignof(начиная с C11)(до C23), alignas(начиная с C23) или typeof/typeof_unqual(начиная с C23).
• целочисленных констант
• констант перечисления
• символьных констант
• констант с плавающей точкой, но только если они непосредственно используются как операнды приведения к целочисленному типу
• операторов sizeof с операндами, не являющимися VLA(начиная с C99)

Целочисленные константные выражения вычисляются во время компиляции. В следующих контекстах требуются выражения, известные как целочисленные константные выражения:

• Размер битового поля.
• Значение константы перечисления
• Метка case в инструкции switch
• Размер массива не VLA(начиная с C99)
• Неявное преобразование целого числа в указатель.

Статический инициализатор

Выражения, используемые в инициализаторах объектов со статической длительностью хранения или длительностью хранения thread_local storage duration либо объявленных со спецификатором класса хранения constexpr(начиная с C23), должны быть строковыми литералами или выражениями одного из следующих видов

В отличие от целочисленных константных выражений, статические инициализаторы не обязательно должны вычисляться во время компиляции; компилятор может преобразовать такие инициализаторы в исполняемый код, который запускается до начала выполнения программы.

static int i = 2 || 1 / 0; // initializes i to value 1

Значение статического инициализатора с плавающей точкой никогда не менее точное, чем значение того же выражения, вычисленного во время выполнения, но может быть более точным.

Константные выражения с плавающей точкой

Арифметические константные выражения типов с плавающей точкой, используемые не в статических инициализаторах, всегда вычисляются так, как если бы они вычислялись во время выполнения, и зависят от текущего режима округления (если включён FENV_ACCESS), а об ошибках сообщается согласно math_errhandling.

void f(void)
{
#pragma STDC FENV_ACCESS ON
    static float x = 0.0 / 0.0; // static initializer: does not raise an exception
    float w[] = { 0.0 / 0.0 };  // raises an exception
    float y = 0.0 / 0.0;        // raises an exception
    double z = 0.0 / 0.0;       // raises an exception
}

Примечания

Если выражение вычисляется в значение, не представимое его типом, его нельзя использовать как константное выражение.

Реализации могут принимать и другие формы константных выражений. Однако такие выражения не считаются целочисленными константными выражениями, арифметическими константными выражениями или константными выражениями адреса, поэтому их нельзя использовать в контекстах, требующих выражений этих видов. Например, int arr[(int)+1.0]; объявляет VLA.

Ссылки

• Стандарт C23 (ISO/IEC 9899:2024):
• 6.6 Константные выражения (с. 95–96)
• Стандарт C17 (ISO/IEC 9899:2018):
• 6.6 Константные выражения (с. 76–77)
• Стандарт C11 (ISO/IEC 9899:2011):
• 6.6 Константные выражения (с. 106–107)
• Стандарт C99 (ISO/IEC 9899:1999):
• 6.6 Константные выражения (с. 95–96)
• Стандарт C89/C90 (ISO/IEC 9899:1990):
• 3.4 КОНСТАНТНЫЕ ВЫРАЖЕНИЯ

См. также