Question

实现C ++ 11数组的一种方法是使用模板，该数组的元素由编译器计算的索引函数初始化，并将结果存储在应用程序映像的数据部分（.rodata）中，部分专业化和constexpr如下：

#include <iostream>
#include <array>
using namespace std;

constexpr int N = 1000000;
constexpr int f(int x) { return x*2; }

typedef array<int, N> A;

template<int... i> constexpr A fs() { return A{{ f(i)... }}; }

template<int...> struct S;

template<int... i> struct S<0,i...>
{ static constexpr A gs() { return fs<0,i...>(); } };

template<int i, int... j> struct S<i,j...>
{ static constexpr A gs() { return S<i-1,i,j...>::gs(); } };

constexpr auto X = S<N-1>::gs();

int main()
{
        cout << X[3] << endl;
}

这不适用于N的大值：

error: constexpr evaluation depth exceeds maximum of 512

这是因为递归模板评估的头尾风格，在N方面具有线性深度。

有没有办法做到这一点，评估深度是以N为对数而不是线性？（因此会避免默认的深度限制）

Answer 1

如果你在代码中使用的是一个奇怪的索引技巧形式，那么这是一个具有O(log N)实例化的实现：

// using aliases for cleaner syntax
template<class T> using Invoke = typename T::type;

template<unsigned...> struct seq{ using type = seq; };

template<class S1, class S2> struct concat;

template<unsigned... I1, unsigned... I2>
struct concat<seq<I1...>, seq<I2...>>
  : seq<I1..., (sizeof...(I1)+I2)...>{};

template<class S1, class S2>
using Concat = Invoke<concat<S1, S2>>;

template<unsigned N> struct gen_seq;
template<unsigned N> using GenSeq = Invoke<gen_seq<N>>;

template<unsigned N>
struct gen_seq : Concat<GenSeq<N/2>, GenSeq<N - N/2>>{};

template<> struct gen_seq<0> : seq<>{};
template<> struct gen_seq<1> : seq<0>{};

// example

template<unsigned... Is>
void f(seq<Is...>);

int main(){
  f(gen_seq<6>());
}

Live example.

Answer 2

在c ++ 14中，一般的constexpression函数不需要任何序列，make_sequence

static constexpr int f(int i) noexcept { return i * 2; }

template< int N, typename F >
static constexpr std::array<int,N> generate_array( F fo ) noexcept
{
     std::array< int, N > result{}; // init with zero
     int i = 0; 
     for( auto& x : result) x = fo(++i);

     return result;
}

// test
constexpr auto arr = generate_array<10>( f );

只有一个问题，没有编译器可以编译它：）

Answer 3

导致线性模板实例化深度的唯一尾递归模板是S模板参数列表中整数列表的构造。

这可以在对数实例化深度中完成，如您所示：

template <int ... Ints> struct seq;

template <int Start, int End> 
struct range
{
  typedef concat_seq<range<Start, Start+(End-Start)/2>::type, range<Start+(End-Start)/2, End>::type>::type type;
};

template<int Singleton>
struct range<Singleton, Singleton+1>
{
  typedef seq<Singleton> type;
};

template <int NoSingleton>
struct range<NoSinleton, NoSingleton>
{
  typedef seq<> type;
};

在适当的地方添加一堆typename，实施concat_seq（简单），从fs中提取range<0, N>::type的参数列表，然后你去。

C ++ 11：具有对数评估深度的编译时数组

3 个答案: