Constexpr，模板和数组大小

Constexpr, templates and array size

本文关键字：数组 Constexpr      更新时间：2023-10-16

我想将模板参数传递给函数调用，返回值用作数组的大小，即

constexpr int myPow(int a, int b){
  int result = 1;
  for(int i=0;i<b;i++)
    result *= a;
  return result;
}
template <int N>
class testClass{
public:
  testClass(){}
  int array[myPow(2,N)];
};
int main(){
  testClass<3> A;
  return 0;
}

编译器错误：

~ $ g++-4.6 test.cpp -std=gnu++0x
test.cpp: In function ‘constexpr int myPow(int, int)’:
test.cpp:6:1: error: body of constexpr function ‘constexpr int myPow(int, int)’ not a return-statement
test.cpp: At global scope:
test.cpp:12:23: error: array bound is not an integer constant before ‘]’ token

知道如何解决这个问题吗？

在 C++11 中，constexpr 函数只能包含 return 语句(有关完整详细信息，请参阅此处(，因此您的 myPow 函数不符合 constexpr(因为它包含 for 循环(。

您可以使用此元函数在编译时计算整数幂：

template <int N, typename Type> 
constexpr Type pow(const Type& x) 
{
    return (N > 1) ? (x*pow<(N-1)*(N > 1)>(x)) 
                   : ((N < 0) ? (static_cast<Type>(1)/pow<(-N)*(N < 0)>(x)) 
                              : ((N == 1) ? (x) 
                                          : (static_cast<Type>(1))));
}

如果要计算2^N，可以键入：

pow<N>(2)

注意1：这个元函数非常通用，也适用于负整数和浮点类型，所以你可以键入：pow<-3>(3.14)

注2：模板中乘以N>1或N<0在这里是为了阻止无限递归，并在分支不相关时强制模板参数等于零。这可以通过模板专用化来完成，但此处使用的技术允许编写单个函数。

在 C++11 中，constexpr函数受到很大限制，并且您的代码不符合限制(您不能声明变量、改变本地状态，也不能使用大多数形式的语句 - 包括循环(。但是，C++1y 消除了大部分限制，Clang 3.3 在其-std=c++1y模式下接受您的原始代码示例。

如果需要代码在 C++11 模式下工作，可以重写它以避开constexpr限制：

constexpr int myPow(int a, int b) {
  return b ? a * myPow(a, b - 1) : 1;
}

编辑：转到理查德史密斯的更聪明的答案。

没有必要

使用元函数，根据你接受的答案，将myPow算法实现为constexpr限定函数。

您可以默认指数参数 = 0，然后：

constexpr int myPow(int a, int b = 0){
    return b == 0 ? 1 : myPow(a,b - 1) * a;
}

如果您不喜欢默认该参数，那么您也可以默认该参数在constexpr辅助myPow只是调用，例如

namespace impl {
    constexpr int myPow(int a, int b = 0){
        return b == 0 ? 1 : myPow(a,b - 1) * a;
    }
}
constexpr int myPow(int a, int b){
    return impl::myPow(a,b);
}

如果您至少升级到 gcc 4.7.2，您将能够使用-std=c++11甚至将该辅助隐藏在myPow本身中，因为您将被允许在 constexpr 函数主体中定义类型：

constexpr int myPow(int a, int b){
    struct _1 {
        static constexpr int _2(int a, int b = 0) {
            return b == 0 ? 1 : _2(a,b - 1) * a;
        }
    };
    return _1::_2(a,b);
}

(尽管我认为严格来说这个纬度是C++1y扩展(。

您可能希望调整文森特的卓越算法，以便它在N中不再是一个元函数，但在算术类型。

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