C++ 在编译阶段可以干什么？ -- 学习笔记

分手后的思念是犯贱 2022-10-23 12:46 51阅读 0赞

编译阶段

*  编译是预处理之后的阶段，输入是通过预处理之后的C++源码，输出是二进制可执行文件。
 *  编译阶段看到的都是 C++语法实体，比如说typedef ,using ,template , struct/class 这些关键字定义的类型，而不是运行阶段的变量。

比如说，让编译器去递归计算斐波那契数列

template<int N> 
     struct fib // 递归计算斐波那契数列
     {
         
     static const int value = fib<N - 1>::value + fib<N - 2>::value; 
     }; 
      template<> 
       struct fib<0> // 模板特化计算fib<0> 
        {
         
         static const int value = 1; 
        };  
          template<> 
          struct fib<1> // 模板特化计算fib<1> 
          {
          
              static const int 	value = 1;  }; // 调用后输出2，3，5，8 
              cout << fib<2>::value << endl; 
              cout << fib<3>::value << endl; 
              cout << fib<4>::value << endl; 
              cout << fib<5>::value << endl
           }

这里不讨论上面那种太过`烧脑`的问题，在这里介绍两种比较容易理解的编译阶段技巧 : 属性和静态断言

**属性**  
控制编译器的指令，在GCC里面是 “\_\_ attribute \_\_”，在C++11中有一个正式的名字叫`属性`,可以理解为给变量，函数，类去贴一个标签，方便编译器去进行识别。

`属性`是通过方括号"\[\[…\]\]".来进行表示的

例如

[[noreturn]] // 属性标签
     int func(bool flag) // 函数绝不会返回任何值
     {
        
     throw std::runtime_error("XXX"); 
     }

在C++11 中只有两个属性 “noreturn”和“carries\_dependency”  
没有什么用处，在C++14中增加了"deprecated"用来标记不推荐使用的变量，函数或者类。

`deprecated`类标记这个类/变量已经被费用，可以通过添加一些说明文字来表示

用到这个被标记的程序，会报出警告。

其中"属性"也支持非标准扩展，循序类似于名字空间的方式使用编译器自己的一些"非官方"属性，比如， GCC的属性都在 “gnu::” 中

> deprecated：与 C++14 相同，但可以用在 C++11 里。  
> unused：用于变量、类型、函数等，表示虽然暂时不用，但最好保留着，因为将来可能 会用。  
> constructor：函数会在 main()函数之前执行，效果有点像是全局对象的构造函数。  
> destructor：函数会在 main() 函数结束之后执行，有点像是全局对象的析构函数。  
> always\_inline：要求编译器强制内联函数，作用比 inline 关键字更强。 hot：标记“热点”函数，要求编译器更积极地优化。

**静态断言（static\_assert）**

我们可以类比于assert , 它可以看作在编译阶段里的断言，如果值是false , 就会报错，编译失败

我们可以在之前开始的斐波拉切数列计算函数，利用静态断言来保证模板参数必须大于等于0

template<int N> 
     struct fib 
      {
         
       static_assert(N >= 0, "N >= 0"); 
        static const int value =  fib<N - 1>::value + fib<N - 2>::value; 
        };

这里需要注意的是，static\_assert 只是运行在编译阶段，看到编译的常数和类型，看不到运行时候的变量，指针，内存数据。