Différence entre #define et static constexpr

Bonjour,

J'écris un driver pour un micro-contrôleur doté de très peu de RAM et je suis donc très préoccupé par le non-gaspillage de mémoire.
Le driver est sous la forme d'une classe.

À l'intérieur, j'ai un grand nombre d'étiquettes pour nommer des valeurs comme par exemple des adresses de registres et des numéros de bits.

Je peux utiliser le préprocesseur avec des #define. C'est la méthode classique, mais ça pose le problème de devoir gérer l'unicité des étiquettes. Je peux utiliser des enum mais ça suppose que toutes les étiquettes d'un même enum ont des valeurs différentes, ce qui est parfois une contrainte. Ou bien je peux déclarer des attributs privés en static constexpr…

…sauf que j'ai un doute.

est-ce que la constexpr est vraimment évaluée à la compilation et remplacée lors des appels comme si on passait une valeur immédiate ?
Autrement dit, est-ce que ça produit les mêmes opcodes qu'avec un #define ou des valeurs immédiates ?

Ou bien est-ce que c'est géré comme une variable const, c'est à dire constant mais avec tout de même l'allocation d'une adresse de stockage en RAM ?

D'après les essais que j'ai fait, il semble que la constexpr soit bien équivalente à une valeur immédiate prise en ROM. Mais ce que j'ignore, c'est si c'est garanti ou pas, ou bien si c'est spécifique à GCC, cette architecture ou bien mes options de compilation

Bonjour,

Oui, c'est garanti. Une variable constexpr est implicitement inline, et toujours résolue à la compilation.

Merci pour ta réponse ultra-rapide.

Salut,

L'énumération délimitée/fortement typée (enum class) peut constituer une très bonne alternative.
Et contrairement à ce que tu as écrit, dans une énumération, rien n'interdit aux énumérateurs d'avoir des mêmes valeurs.

Salut,

Citation:

---

Envoyé par kaitlyn

Salut,

L'énumération délimitée/fortement typée (enum class) peut constituer une très bonne alternative.
Et contrairement à ce que tu as écrit, dans une énumération, rien n'interdit aux énumérateurs d'avoir des mêmes valeurs.

---

En effet, deux énumérateurs issus d'une même énumération (qu'il s'agisse d'une énumération "classique" ou d'une énumération fortement typée) peuvent parfaitement être associés à des valeurs identiques.

Par contre, le problème sera systématiquement le même quelle que soit la solution choisie : comme les noms ne sont utilisés que dans le code que l'on écrit et étant "oubliés" dans l'exécutable généré, dés qu'il s'agira de vérifier les valeurs maintenues en mémoire, des "faux positifs", voire des conflits, peuvent parfaitement apparaitre lors des tests.

Par exemple, un code proche de

Code:

---

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

#include <iostream> #include <vector> enum class Color{ red = 1, green = 2, blue = 4, yellow = 8, purple = 4 }; int main(){ Color c{Color::purple}; if(c == Color::blue) std::cout <<"this color is blue"; else std::cout<<"this color isn't purple"; }

---

affichera ... this color is blueEt, de même, un switch ... case prenant la forme de

Code:

---

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

#include <iostream> #include <vector> enum class Color{ red = 1, green = 2, blue = 4, yellow = 8, purple = 4 }; int main(){ Color c{Color::purple}; std::cout<<"this color is "; switch (c){ case Color::red : std::cout<<"red"; break; case Color::green : std::cout<<"green"; break; case Color::blue : std::cout<<"blue"; break; case Color::yellow : std::cout<<"yellow"; break; case Color::purple : std::cout<<"purple"; break; } }

---

fera que le compilateur se plaigne d'un conflit pour la raison que

Code:

---

1 2 3 4 5

<source>:27:14: error: duplicate case value: 'blue' and 'purple' both equal '4' case Color::purple : ^ <source>:21:14: note: previous case defined here case Color::blue :

---

Dans tous les cas, il faut donc vraiment s'assurer que tous les identifiants "mis en commun" soient associés à des valeurs numériques différentes.

Citation:

---

Envoyé par pcdwarf

Bonjour,

J'écris un driver pour un micro-contrôleur doté de très peu de RAM et je suis donc très préoccupé par le non-gaspillage de mémoire.
Le driver est sous la forme d'une classe.

À l'intérieur, j'ai un grand nombre d'étiquettes pour nommer des valeurs comme par exemple des adresses de registres et des numéros de bits.

Je peux utiliser des enum mais ça suppose que toutes les étiquettes d'un même enum ont des valeurs différentes, ce qui est parfois une contrainte.

---

Je ne vois personnelle aucune raison qui pourrait justifier d'avoir plusieurs identifiants associés à une même valeur,et donc, si tu as un exemple qui pourrait le justifier, il est le bienvenu ;) .

De mon point de vue (qui vaut ce qu'il vaut ), les identifiants que l'on crée -- quelle que soit la manière utilisée -- ont uniquement pour but de permettre au lecteur (humain) du code de se faire une idée rapide de l'élément que l'on manipule, et la valeur numérique associée à cet identifiant n'a pour seul objectif de permettre la même chose pour le compilateur

Dans les deux cas, l'unicité de l'association est absolument indispensable pour éviter les éventuels conflits ou malentendus ;)

Citation:

---

Envoyé par koala01

Je ne vois personnelle aucune raison qui pourrait justifier d'avoir plusieurs identifiants associés à une même valeur,et donc, si tu as un exemple qui pourrait le justifier, il est le bienvenu ;) .

---

Le cas le plus typique que j'ai vu c'est pour déprécier un identifiant en introduisant un remplaçant. Pendant la période de transition les 2 co-existent.
Ou une liste d'identifiants nommés et un Default qui pointerait vers un existant.

Salut,

Citation:

---

Envoyé par koala01

...

---

Ton message ne prouve rien, au mieux c'est juste une illustration du raisonnement fallacieux (conf. le double sens).
Concrètement tu as pris une pomme, tu l'as recouverte d'une peau d'orange et tu t'étonnes que certains clients se font avoir (ton if) et d'autres pas (ton switch).
Si au lieu de vouloir faire passer des pommes pour des oranges, tu avais ajouté un énumerateur la_promotion_du_jour_par_défaut, tu aurais bien eu tes deux énumerateurs de même valeur mais surtout tu aurais eu moins de facilité à faire passer les problèmes que tu décris pour autre chose qu'une grossière erreur de logique. Accessoirement, j'en vois encore deux autres rien que dans ton énumération.

On peut faire plein de chose avec les énumérations. Et pour définir des constantes de même nature c'est très bien.

Aussi, l'auteur du sujet parle de registres. Disons qu'il décide de définir RegA32 et RegA64 pour des raisons d'efficacités et de portabilités. Et bien sur un système purement 64bits, ces deux entités auront la même valeur. De la sorte, il tire avantage du matériel sans sacrifier ni le code, ni les performances.

Citation:

---

Envoyé par kaitlyn

tu avais ajouté un énumerateur la_promotion_du_jour_par_défaut, tu aurais bien eu tes deux énumerateurs de même valeur mais surtout tu aurais eu moins de facilité à faire passer les problèmes que tu décris pour autre chose qu'une grossière erreur de logique.

---

:whistle: il faudrait 1 peu expliquer : lorsque tu parles de promotion, tu penses au shampoing "2 en 1" :koi:

Citation:

---

Envoyé par kaitlyn

Aussi, l'auteur du sujet parle de registres. Disons qu'il décide de définir RegA32 et RegA64 pour des raisons d'efficacités et de portabilités. Et bien sur un système purement 64bits, ces deux entités auront la même valeur. De la sorte, il tire avantage du matériel sans sacrifier ni le code, ni les performances.

---

Dans ce cas là :koi: je pense que le mieux est de faire 2 entêtes différentes (archi_trucmuche.h et archi_tartempion.h) contenant les mêmes "choses" qui diffèrent : structures, unions, énumérations, define, …
Les directives préprocesseurs (#if #ifdef #ifndef #else #elif #endif …) peuvent être également 1 solution, mais 1 peu "lourdes".
Après, la maintenance sera toujours à faire précautionneusement :wow:

Salut toi,

La promotion est un énumérateur. La pomme est en promotion par exemple. C'est tout.

Citation:

---

Envoyé par pcdwarf

J'écris un driver pour un micro-contrôleur

À l'intérieur, j'ai un grand nombre d'étiquettes pour nommer des valeurs comme par exemple des adresses de registres et des numéros de bits.

Je peux utiliser le préprocesseur avec des #define. C'est la méthode classique, mais ça pose le problème de devoir gérer l'unicité des étiquettes

---

Hello

Je ne sais pas quel MCU tu utilises, mais en général les fondeurs fournissent toutes ces définitions dans des fichiers headers C, avec des #defines, et ils ont fait l'effort que tous les identifiants soient uniques. Si tu n'utilises pas le fichier correspondant à ton MCU, je t'encourage à le faire et à t''éviter ainsi un travail laborieux et très error-prone. Si ton fondeur ne fournit pas de tel fichier, alors il sera temps de le faire à la main.

De manière générale, on préfère des constexpr au #define pour définir des constantes en C++. C'est équivalent une fois compilé mais c'est beaucoup plus robuste pour écrire du code. Toutefois, dans ton cas, ce n'est pas forcément la bonne / meilleure solution.

Pour commencer, tu vas rencontrer un premier problème avec les adresses : il est impossible d'utiliser des reinterpret_cast dans un contexte constexpr. Ainsi, impossible de faire quelque chose comme :

Code:

---

constexpr std::uint32_t* TIMER1_ADDRESS = reinterpret_cast<std::uint32_t*>(0x800810);

---

Ensuite, il faut aussi penser à la facilité d'écrire du code robuste. Voici un premier exemple qui compile sans erreur ni warning mais qui est bien sûr faux :

Code:

---

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

#include <cstdint>   constexpr std::intptr_t TIMER0_ADDRESS = 0x800800; constexpr std::intptr_t TIMER1_ADDRESS = 0x800810; constexpr std::intptr_t USART0_ADDRESS = 0x800A00;   void init_usart(std::intptr_t usart_address) { (void) usart_address; }   int main() { init_usart(TIMER0_ADDRESS); // oopsi! }

---

Pour éviter de telles erreurs, des énumérations peuvent être une bonne manière de typer les adresses. Voici un 2e example, toujours faux, mais qui ne compile pas (et c'est vraiment un gros plus !) :

Code:

---

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

#include <cstdint>   enum class TimerAddress : std::intptr_t { timer0 = 0x800800, timer1 = 0x800810 };   enum class UsartAddress : std::intptr_t { usart0 = 0x800A00 };   void init_usart(UsartAddress usart_address) { (void) usart_address; }   int main() { init_usart(TimerAddress::timer0); // catch it! }

---

Pour la culture, je conseille de regarder ce que raconte Dan Saks dans ses conférences. Il milite depuis longtemps pour une utilisation de C++ pour faire des drivers embedded en C++ et dit des choses qui font réfléchir. Exemple d'une conférence récente : https://www.youtube.com/watch?v=3VtGCPIoBfs

Pourquoi les dates de modifications des messages ne sont pas publiques ?
Je demande ça parce que je n'ai pas souvenir que Bousk avait parlé d'énumérateur par défaut dans son message, du coup ça me donne l'impression d'avoir posté pour rien. En tout cas je ne me serais pas embêtée à essayer de montrer (peut-être pas toujours avec tact, désolée :oops: ) en quoi le raisonnement de koala01 est erroné. D'ailleurs avec des "#define" ou des "const", il en serait arrivé à la même conclusion.