Question

我尝试使用元编程技术创建编译时位掩码，我的想法是创建这样的东西：

unsigned int Mask3 = Mask<2>(); // value = 0x03 = b00000000000000000000000000000011
unsigned int Mask3 = Mask<3>(); // value = 0x07 = b00000000000000000000000000000111
unsigned int Mask3 = Mask<7>(); // value = 0x7F = b00000000000000000000000001111111

我尝试的代码就是：

template <const unsigned int N> const unsigned int Mask()
{
    if (N <= 1)
    {
        return 1;
    }
    else
    {
        return ((1 << N) | Mask<N - 1>());
    }
}

返回1;

但它会产生大量警告：

警告C4554：＆＃39;＆lt;＆lt;＆＃39; ：检查运算符优先级是否存在可能的错误
警告C4293：＆＃39;＆lt;＆lt;＆＃39; ：班次计数为负或太大

最后，编译错误：

错误C1202：递归类型或函数依赖关系上下文过于复杂。

所以，我推断出递归性永远不会结束并落入编译器的无限循环中，但我并不理解为什么。

Answer 1

它不需要递归。这应该可以正常工作：

template <const unsigned int N> const unsigned int Mask()
{
    return ((1 << N) - 1);
}

它甚至不需要真正成为模板。（内联）功能没问题。

请注意，如果您想支持N的任何值，特别是N >= sizeof(unsigned int) * CHAR_BIT，您可能希望将这些视为特殊情况。

Answer 2

正如已经指出的那样，你依赖于运行时检查停止编译时递归，这是行不通的。更重要的是，或许，对于你想要做的事情，你是在定义一个函数，在你打电话之前没有任何价值。所以即使你停止了具有特化的递归，你仍然有一个嵌套的序列函数，将在运行时调用。

如果要进行完整的编译时评估，则必须定义静态数据类模板的成员，因为这是编译时间的唯一方法常量可以出现在模板中。类似的东西：

template <unsigned int N>
struct Mask
{
    static unsigned int const value = (1 << (N - 1)) | Mask<N - 1>::value;
};

template <>
struct Mask<0>
{
    static unsigned int const value = 0;
};

（我也纠正了你错了的数值。）

当然，你不需要任何复杂的东西。下列应该做的伎俩：

template <unsigned int N>
struct Mask
{
    static unsigned int const value = (1 << (N + 1)) - 1;
};

template <>
struct Mask<0>
{
    static unsigned int const value = 0;
};

（您仍然需要0的专业化。否则，0表示所有位集。）

最后，当然：要访问该值，您需要编写一些东西比如Mask<3>::value。（您可能希望将其包装在宏中。）

Answer 3

在编译时创建模板，但您依靠运行时行为来停止递归。

例如，如果你实例化Mask＆lt; 2＆gt;，它将使用Mask＆lt; 1＆gt;，它将使用Mask＆lt; 0＆gt;，它将使用Mask＆lt; -1＆gt;等。

你有一个运行时检查N是＆lt; = 1，但这在编译时没有帮助。它仍然创造了无限的函数序列。

Answer 4

要钝化模板实例化递归，您需要引入一个显式特化：

template <0> const unsigned int Mask()
{
    return 1;
}

您的递归永远不会结束，因为编译器会尝试为两个if分支生成模板实现。因此，当它生成掩码＆lt; 0＆gt;时，它还生成Mask＆lt; 0xffffffff＆gt;等等

Answer 5

到目前为止，答案仅解决了第二个错误（C1202），但您提出的要求不止于此。

警告C4554是由涉及模板参数的Microsoft编译器错误和＆lt;＆lt;运营商。因此，（1 <＆lt; N）生成警告。如果N是普通参数，那么当然不会有警告。

非常简单的解决方法是使用（1＆lt;＆lt;（N））而不是（1＆lt;＆lt;＆lt; N），C4554消失！

Answer 6

C ++ 11 - 没有递归或模板：

constexpr unsigned mask(unsigned N) { return unsigned(~(-1<<N)); }

编译时位掩码的递归模板

6 个答案: