如何使用特征访问编译时const值

how to use traits to access compile-time const value?

本文关键字：const 编译 访问 何使用 特征      更新时间：2023-10-16

我正在研究一个项目，其中某个功能的行为需要在几个值之间切换：

class James{
public:
    James(){
        if(a==0){
            //do this
        }else{
            // do that
        }
    }
};

当前在运行时从配置文件中读取'a'。但是，实际上，可以在编译时确定" A"，而不是运行时间。我正在考虑要有一个特质类

struct TraitZero{
    constexpr int a = 0;
};
struct TraitOne{
    constexpr int a = 1;
};

然后将詹姆斯变成模板类

template<typename Trait>
class James{
    constexpr int a = Trait::a;
    public:
        James(){
            if(a=0){
                //do this
            }else{
                // do that
            }
        }
    };

我不知道我在哪里弄错了，但这不会编译。

我想知道这里有人是否曾经解决过这样的问题。谁能分享一些见解？

正如SkyPjack所提到的那样，只有static数据成员可以是constexpr，并且您需要在条件中使用==而不是=。

也就是说，由于您想在编译时确定a，因此在编译时间基于a分支可能对您可能是有益的。为此，您可以使用sfinae或（从C 17）进行constexpr，如果。

假设以下三个特征... 

struct TraitZero{
    static constexpr int a = 0;
};
struct TraitOne{
    static constexpr int a = 1;
};
template<size_t N>
struct TraitN {
    static constexpr int a = N;
};

我们可以做到这一点...

  • sfinae：

    template<typename Trait>
class James {
    // Unnecessary, we can access Trait::a directly.
    //static constexpr int a = Trait::a;
  public:
    template<bool AZero = Trait::a == 0>
    James(std::enable_if_t<AZero, unsigned> = 0) {
        std::cout << "Trait::a is 0.n";
    }
    template<bool AOne = Trait::a == 1>
    James(std::enable_if_t<AOne, int> = 0) {
        std::cout << "Trait::a is 1.n";
    }
    template<bool ANeither = (Trait::a != 0) && (Trait::a != 1)>
    James(std::enable_if_t<ANeither, long> = 0) {
        std::cout << "Trait::a is neither 0 nor 1.n";
    }
};

    这样做的是根据Traits::a的值有条件地选择James()的版本之一，使用虚拟参数启用过载；这对于构造函数和破坏者以外的功能更简单，因为enable_if可以在其返回类型上使用。

    请注意使用模板参数，而不是直接检查enable_if本身中的Trait::a。由于Sfinae只能在函数的直接上下文中使用类型和表达式执行，因此可以说，这些用于"将其拖动"。我喜欢在这样做时执行逻辑，因为它可以最大程度地减少enable_if的侵入性。

  • constexpr if：

    template<typename Trait>
class James {
    // Unnecessary, we can access Trait::a directly.
    //static constexpr int a = Trait::a;
  public:
    James() {
        if constexpr (Trait::a == 0) {
            std::cout << "Trait::a is 0.n";
        } else if constexpr (Trait::a == 1) {
            std::cout << "Trait::a is 1.n";
        } else {
            std::cout << "Trait::a is neither 0 nor 1.n";
        }
    }
};

    在这里可以看出，constexpr是否可以用来创建比Sfinae更自然的代码，其优势是，它仍将在编译时间而不是运行时间进行评估；不幸的是，它尚未得到大多数编译器的支持。[在这种特殊情况下，James()的每个版本也将是一台机器指令（使用GCC 7.0编译时），因为不使用虚拟参数来区分过载。]

    更具体地说，如果条件为 true，则使用constexpr if， statement-false 被丢弃，并且如果是 false，则将 statement-true 丢弃；实际上，这基本上意味着编译器将整个constexpr视为要执行的分支。例如，在这种情况下，编译器将基于Trait::a的值生成以下三个函数之一。

    // If Trait::a == 0:
James() {
    std::cout << "Trait::a is 0.n";
}
// If Trait::a == 1:
James() {
    std::cout << "Trait::a is 1.n";
}
// If Trait::a == anything else:
James() {
    std::cout << "Trait::a is neither 0 nor 1.n";
}

无论哪种情况，都有以下代码... 

int main() {
    James<TraitZero> j0;
    James<TraitOne>  j1;
    James<TraitN<2>> j2;
}

生成以下输出：

Trait::a is 0.
Trait::a is 1.
Trait::a is neither 0 nor 1.

每个类型的构造函数将专门为输出适当的线进行编码，而三个构造函数实际上都不包含任何分支。

请注意，我仅将成员a标记为不必要的个人喜好；由于我可以直接访问Trait::a，因此我更喜欢这样做，因此我不必检查a是什么是放弃的。如果愿意，请随时使用它，或者如果需要其他地方需要。

a数据成员必须声明为constexpr 和 static，以按照您尝试使用它们的方式使用：

struct TraitZero{
    static constexpr int a = 0;
};
struct TraitOne{
    static constexpr int a = 1;
};

抛开一个事实，即它的成型是不明显的，否则您将不允许您以Traits::a的访问。
同样适用于James类：

template<typename Trait>
class James{
    static constexpr int a = Trait::a;
    //...
};

还请注意，可能不是您想要的：

if(a=0){

即使允许您修改 a（并且不是因为它是静态constexpr数据成员），在这种情况下，您将分配给a 0并不断获得else分支。


您很可能正在寻找类似但略有不同的东西：

if(a == 0){

以下是修复后的代码的示例：

#include<iostream>
struct TraitZero{
    static constexpr int a = 0;
};
struct TraitOne{
    static constexpr int a = 1;
};
template<typename Trait>
class James{
static constexpr int a = Trait::a;
public:
    James(){
        if(a==0){
            std::cout << "0" << std::endl;
        }else{
            std::cout << "1" << std::endl;
        }
    }
};
int main() {
    James<TraitZero> j0;
    James<TraitOne> j1;
}

为什么不使用-D选项在编译时间传递#Define？例如：在compile Time

中包括所有.c源文件中的#define
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