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C++constexpr:在编译时计算std数组

constexpr template-meta-programming variadic-templates c++14 c++

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Antoine Morrier · 技术社区 · 8 年前

我要转换的“数组” bool 到整数序列。所以我需要计算 std::array 在编译时。

这是我的密码

#include <array>

template<typename InputIt, typename T >
inline constexpr typename std::iterator_traits<InputIt>::difference_type
count( InputIt first, InputIt last, const T &value ) {
    typename std::iterator_traits<InputIt>::difference_type ret = 0;
        for (; first != last; ++first) {
            if (*first == value) {
                ret++;
            }
        }
        return ret;
}

template<bool ..._values>
struct keep_value {
    static constexpr std::size_t numberOfValues = sizeof...(_values);
    static constexpr bool values[] = {_values...};
    static constexpr std::size_t numberToKeep = count(values, values + numberOfValues, true);

    static constexpr std::array<std::size_t, numberToKeep> computeIndices() {
        std::array<std::size_t, numberToKeep> array{};
        auto it = array.begin();
        for(std::size_t i{0}; i < numberOfValues; ++i)
            if(values[i] == true)
                *it++ = i;

        return array;
    }

    static constexpr std::array<std::size_t, numberToKeep> indices = computeIndices();

    template<typename Indices = std::make_index_sequence<numberToKeep>>
    struct as_index_sequence{};

    template<std::size_t ...Is>
    struct as_index_sequence<std::index_sequence<Is...>> : std::index_sequence<indices[Is]...>{};
};

int main() {
    keep_value<false, true, true>::template as_index_sequence<>{}; // Should return the sequence 1 2
}

我得到一个错误的线路,调用 computeIndices 作用这段代码c++14正确吗?是否有其他可能? 我正在使用MSVC,出现以下错误: 表达式的计算结果不是常量

2 回复 | 直到 8 年前

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JVApen 8 年前

此代码看起来正确,在编译为C++17时可以正常工作。它使用 std::array::begin ,仅已制作 constexpr 在C++17中。

在以下情况下,可以实现更好的编译错误 using clang ,其中说明:

<source>:23:25: note: non-constexpr function 'begin' cannot be used in a constant expression
    auto it = array.begin();

2

max66 8 年前

是否有其他可能?

关于正确性,JVApen回答(+1)。

一种可能的选择是避免 std::array 并使用模板专门化以递归方式构造索引序列

下面是一个完整的可编译示例

#include <utility>
#include <type_traits>

template <typename, std::size_t, bool...>
struct bar;

// true case
template <std::size_t ... Is, std::size_t I, bool ... Bs>
struct bar<std::index_sequence<Is...>, I, true, Bs...>
   : public bar<std::index_sequence<Is..., I>, I+1U, Bs...>
 { };

// false case
template <std::size_t ... Is, std::size_t I, bool ... Bs>
struct bar<std::index_sequence<Is...>, I, false, Bs...>
   : public bar<std::index_sequence<Is...>, I+1U, Bs...>
 { };

// end case
template <typename T, std::size_t I>
struct bar<T, I>
 { using type = T; };

template <bool ... Bs>
struct foo : public bar<std::index_sequence<>, 0U, Bs...>
 { };

int main()
 {
   static_assert( std::is_same<typename foo<false, true, true>::type,
                               std::index_sequence<1U, 2U>>{}, "!" );
 }

如果您不喜欢递归解决方案,我建议(只是为了好玩)另一个基于 std::tuple_cat

#include <tuple>
#include <utility>
#include <type_traits>

template <std::size_t, bool>
struct baz
 { using type = std::tuple<>; };

template <std::size_t I>
struct baz<I, true>
 { using type = std::tuple<std::integral_constant<std::size_t, I>>; };

template <std::size_t I, bool B>
using baz_t = typename baz<I, B>::type;

template <typename, bool...>
struct bar;

template <std::size_t ... Is, bool ... Bs>
struct bar<std::index_sequence<Is...>, Bs...>
 {
   template <std::size_t ... Js>
   constexpr static std::index_sequence<Js...>
      func (std::tuple<std::integral_constant<std::size_t, Js>...> const &);

   using type = decltype(func(std::tuple_cat(baz_t<Is, Bs>{}...)));
 };


template <bool ... Bs>
struct foo : public bar<std::make_index_sequence<sizeof...(Bs)>, Bs...>
 { };

int main()
 {
   static_assert( std::is_same<typename foo<false, true, true>::type,
                               std::index_sequence<1U, 2U>>{}, "!" );
 }