constexpr上的模板元编程示例

Examples on template metaprogramming over constexpr?

本文关键字：编程 constexpr      更新时间：2023-10-16

有没有比新的constexpr更适合使用模板元编程的例子？据我所知，constexpr和模板元编程都有相似的目的，但模板元编程并没有过时。因此，必须有一些例子表明，模板元编程比constexpr更受欢迎。如果您对此有任何共同的想法，我们将不胜感激，谢谢！

constexpr以真正的C++函数的形式为编译时计算提供了真正的支持，而不是像基于模板的构造（元函数）那样的函数。因此，部分答案是是constexpr在编译时计算上胜过tmp，至少在它的语法上，对于习惯C++的非fp启动的人来说是这样。注意，我忽略了对编译器性能等的担忧。

另一方面，tmp仍然是相关的，实际上是在C++中进行类型计算的唯一方法。有一些新的方法可以改进糟糕的tmp语法，就像Boost.Hana对模板变量所做的那样。但尽管有语法，它仍然是一种与"正常"C++分离的函数元语言。

关于类型计算

从你可能要求C++编译器完成的两个常见任务中（除了编译），玩类型系统根据你的需求生成新类型是constexpr无法实现的，因为这不是constexpr应该/设计的目的。

有趣的是，模板不应该进行编译时计算。甚至元编程。它们被设计为用于通用编程的C++特性。但你知道这个故事，90年代中期"Whoaaa C++模板正在变得完整！"，表达式模板和闪电战++之后，然后是Alexandrescu和他的Loki。现在我们有了<type_traits>和一个在中有一个成熟的元编程库的严肃建议。

考虑这个例子（不是我的，取自Eric Niebler的"挑战"）：编写一个实用程序，为您提供一组类型之间的通用类型：

namespace m = ranges::meta; 
namespace ml = ranges::meta::lazy; 
template<typename T, typename U> 
using builtin_common_t = 
    decltype(true? std::declval<T>() : std::declval<U>()); 
template<typename T, typename U> 
using lazy_builtin_common_t = 
    m::defer<builtin_common_t, T, U>; 
template<typename...Ts> 
struct common_type 
{}; 
template<typename ...Ts> 
using common_type_t = m::eval<common_type<Ts...>>; 
template<typename T> 
struct common_type<T> 
  : std::decay<T> 
{}; 
template<typename T, typename U> 
struct common_type<T, U> 
  : m::if_c< 
        ( std::is_same<decay_t<T>, T>::value && 
          std::is_same<decay_t<U>, U>::value ), 
        ml::let<lazy_builtin_common_t<T, U>>, 
        common_type<decay_t<T>, decay_t<U>>> 
{}; 
template<typename T, typename U, typename... Vs> 
struct common_type<T, U, Vs...> 
  : ml::let<ml::fold<m::list<U, Vs...>, T, m::quote<common_type_t>>> 
{};

正如您所看到的，这个问题是关于类型的。constexpr不应该做的事情。

关于这个挑战，Eric要求Louis Dionne（Boost.Hana的作者）和我使用我们的库编写common_type<Ts...>。上面的代码是Eric使用他的元库实现的。真诚地说，我无法击败Louis的折叠+也许是monad解决方案：）

无论何时，只要您想创建一套相关类型，而这些类型只在其中使用的某些类型上有所不同，就可以直接创建。如果只有constexpr，您将如何实现std::vector<T>？

Templates和constexpr执行不同的作业，尽管在某些情况下，旧的模板实现可能会被constexpr替换为更简洁的版本。不过，这些案例并非详尽无遗。

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