Question

C ++编程世界中不时出现的一个常见问题是字节序的编译时确定。通常这是通过几乎不可移植的#ifdef来完成的。但是C ++ 11 constexpr关键字以及模板专业化是否为我们提供了更好的解决方案？

执行以下操作是合法的C ++ 11：

constexpr bool little_endian()
{
   const static unsigned num = 0xAABBCCDD;
   return reinterpret_cast<const unsigned char*> (&num)[0] == 0xDD;
}

然后专门为两种端序类型设置模板：

template <bool LittleEndian>
struct Foo 
{
  // .... specialization for little endian
};

template <>
struct Foo<false>
{
  // .... specialization for big endian
};

然后做：

Foo<little_endian()>::do_something();

Answer 1

我能够写下这个：

#include <cstdint>

class Endian
{
private:
    static constexpr uint32_t uint32_ = 0x01020304;
    static constexpr uint8_t magic_ = (const uint8_t&)uint32_;
public:
    static constexpr bool little = magic_ == 0x04;
    static constexpr bool middle = magic_ == 0x02;
    static constexpr bool big = magic_ == 0x01;
    static_assert(little || middle || big, "Cannot determine endianness!");
private:
    Endian() = delete;
};

我用g ++测试了它，它在没有警告的情况下进行编译。它在x64上给出了正确的结果。如果您有任何big-endian或中端的procceor，请在评论中确认这对您有用。

Answer 2

假设N2116是被合并的措辞，那么你的例子就是格式错误（注意在C ++中没有“合法/非法”的概念）。 [decl.constexpr] / 3的拟议文本说

其功能体应为表格的复合陈述            { return expression; }   其中表达式是一个潜在的常量表达式（5.19）;

您的功能违反了要求，因为它还声明了一个局部变量。

编辑：可以通过将num移到函数外部来克服此限制。那么函数仍然不会很好，因为表达式需要是一个潜在的常量表达式，定义为

如果表达式是常量，则表达式是潜在的常量表达式替换所有出现的函数参数时的表达式通过适当类型的任意常量表达式。

IOW，reinterpret_cast<const unsigned char*> (&num)[0] == 0xDD必须是一个常量表达式。但是，它不是：&num将是地址常量表达式（5.19 / 4）。但是，对于常量表达式，不允许访问此类指针的值：

下标运算符[]和类成员访问。和运算符，&和*一元运算符以及指针强制转换（dynamic_casts除外，5.2.7）可用于创建地址常量表达式，但不能通过使用这些运算符来访问对象的值。

编辑：以上文字来自C ++ 98。显然，C ++ 0x更容许它允许常量表达式。该表达式涉及数组引用的左值到右值转换，除非是

，否则它将被禁止使用常量表达式。

它适用于所指的有效积分型的左值到初始化的非易失性const变量或静态数据成员用不变的表达式

我不清楚(&num)[0]“是否指”一个const变量，或者只有文字num“是指”这样的变量。如果(&num)[0]引用该变量，则不清楚reinterpret_cast<const unsigned char*> (&num)[0]是否仍然“引用”num。

Answer 3

使用constexpr无法在编译时确定字节序。 [expr.const] p2明确禁止reinterpret_cast，iain建议从工会的非活跃成员中读取。

Answer 4

这是一个非常有趣的问题。

我不是语言律师，但您可以用联盟替换reinterpret_cast。

const union {
    int int_value;
    char char_value[4];
} Endian = { 0xAABBCCDD };

constexpr bool little_endian()
{
   return Endian[0] == 0xDD;
}

Answer 5

我的第一篇文章。只是想分享我正在使用的一些代码。

//Some handy defines magic, thanks overflow
#define IS_LITTLE_ENDIAN  ('ABCD'==0x41424344UL) //41 42 43 44 = 'ABCD' hex ASCII code
#define IS_BIG_ENDIAN     ('ABCD'==0x44434241UL) //44 43 42 41 = 'DCBA' hex ASCII code
#define IS_UNKNOWN_ENDIAN (IS_LITTLE_ENDIAN == IS_BIG_ENDIAN)

//Next in code...
struct Quad
{
    union
    {
#if IS_LITTLE_ENDIAN
        struct { std::uint8_t b0, b1, b2, b3; };

#elif IS_BIG_ENDIAN
        struct { std::uint8_t b3, b2, b1, b0; };

#elif IS_UNKNOWN_ENDIAN
#error "Endianness not implemented!"
#endif

        std::uint32_t dword;
    };
};

Constexpr版本：

namespace Endian
{
    namespace Impl //Private
    {
        //41 42 43 44 = 'ABCD' hex ASCII code
        static constexpr std::uint32_t LITTLE_{ 0x41424344u };

        //44 43 42 41 = 'DCBA' hex ASCII code
        static constexpr std::uint32_t BIG_{ 0x44434241u };

        //Converts chars to uint32 on current platform
        static constexpr std::uint32_t NATIVE_{ 'ABCD' };
    }



    //Public
    enum class Type : size_t { UNKNOWN, LITTLE, BIG };

    //Compare
    static constexpr bool IS_LITTLE   = Impl::NATIVE_ == Impl::LITTLE_;
    static constexpr bool IS_BIG      = Impl::NATIVE_ == Impl::BIG_;
    static constexpr bool IS_UNKNOWN  = IS_LITTLE == IS_BIG;

    //Endian type on current platform
    static constexpr Type NATIVE_TYPE = IS_LITTLE ? Type::LITTLE : IS_BIG ? Type::BIG : Type::UNKNOWN;



    //Uncomment for test. 
    //static_assert(!IS_LITTLE, "This platform has little endian.");
    //static_assert(!IS_BIG_ENDIAN, "This platform has big endian.");
    //static_assert(!IS_UNKNOWN, "Error: Unsupported endian!");
}

Answer 6

这可能看起来像作弊，但你总是可以包含endian.h ... BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN是一个有效的constexpr ......

Answer 7

即将发布的C ++ 20中有std::endian。

#include <type_traits>

constexpr bool little_endian() noexcept
{
    return std::endian::native == std::endian::little;
}

Answer 8

最简单的方法就是更改函数中的转换：

constexpr bool little_endian()
{
    return 0xDD == (const uint8_t&)0xAABBCCDD;
}

如前所述。

Answer 9

如果您的目标是确保编译器在编译时将little_endian()优化为常量true或false，而不将其任何内容汇总到可执行文件中或在运行时执行，并且仅生成来自两个Foo模板中的“正确”模板，我担心你会感到失望。

我也不是语言律师，但我认为constexpr就像inline或register：一个关键字，它提醒编译器编写者存在潜在的优化。然后由编译器编写者决定是否利用它。语言规范通常要求行为，而不是优化。

另外，您是否真的尝试过各种C ++ 0x投诉编译器，看看会发生什么？我猜他们中的大多数会窒息你的双模板，因为如果用false调用它们将无法确定使用哪一个。

constexpr和endianness

9 个答案: