Question

箱，我在科学研究期间遇到了一个问题，是否有可能在编译期间输出评估值？可以确定编译器在编译期间计算表达式，关键是我们如何在编译期间输出评估值？一种方法是强制错误，但似乎不是很优雅。如果我想使用TMP，是否可以这样做？感谢。

Answer 1

假设您想要查看整型常量表达式的值，查看调试目的值的简便方法是使用该值创建错误。例如：

template <int> struct constexpr_debugger;

int main() {
    const int i0(4), i1(17);
    constexpr_debugger<i0 + i1> debug;
}

编译此代码时，我收到消息

constexpr_debugger.cpp: In function ‘int main()’:
constexpr_debugger.cpp:5:37:error: aggregate ‘constexpr_debugger<21> debug’ has incomplete type and cannot be defined
         constexpr_debugger<i0 + i1> debug;
                                     ^

如果您对这些值感兴趣但仍希望获得编译代码，那么我所知道的最佳方法是基于例如未使用的变量创建警告消息。由于标准从不需要警告，因此它会依赖于编译器和显示警告时使用的标志。使用gcc和clang进行测试表明，如果简单地定义了上述类模板，则编译器不会显示模板参数的值。以下代码显示[当前]编译器在诊断中报告的内容不同：

template <int>
void constexpr_debugger()
{
    int debug;
}

int main() {
    const int i0(4), i1(17);
    constexpr_debugger<i0 + i1>();
}

gcc提到函数包括其模板参数，因此，当警告debug未被使用时，会提到所需的值。 clang也警告debug，但没有提到问题发生的模板实例化。你需要一些适合你正在使用的编译器的形式（可能需要根据你正在使用的编译器版本进行定制）。

Answer 2

从C ++ 11开始，可以使用constexpr来启用在编译时计算表达式

示例：

constexpr int sqr(int x)
{
return x*x;
}

int a[sqr(4)]; //Compiles with C++11 and a has 16 elements.

用于显示评估表达式使用模板元编程

template<unsigned int n>
struct dummy ;

int main() {
        char<dummy1<dummy<1 + 55-2>::dummy2>()); //Obliviously wrong
        return 0;
}

编译器出错：

error: incomplete type 'dummy<54u>' used in nested name specifier

Answer 3

如果您不喜欢使用编译错误或警告，可以将类型信息放入目标文件中的符号中。以下程序将为编译时列表执行此操作。

// Just define the types we need to construct lists.
template <typename Head, typename Tail> struct Cons {};
struct Nil {};

// This is what you want to output.
using MyOutput = Cons<int, Cons<float, Cons<char, Nil>>>;

// Template function declaration.
template <typename TheOutput>
void MyOutputFunc () {}

// Explicitly instantiate the template function with the desired output.
template void MyOutputFunc<MyOutput> ();

检索输出将是编译器，也许是特定于操作系统的。以下为Linux上的g ++演示了这一点。

$ g++ -c -std=c++11 a.cpp
$ nm a.o | grep MyOutputFunc
0000000000000000 W _Z12MyOutputFuncI4ConsIiS0_IfS0_Ic3NilEEEEvv
$ nm a.o | grep MyOutputFunc | cut -d ' ' -f3 | c++filt
void MyOutputFunc<Cons<int, Cons<float, Cons<char, Nil> > > >()

您可以通过将它们包装在以下类型中来输出整数：

template <typename T, T value>
struct WrapValue {};

using MyOutput = WrapValue<int, 15>;

这对于检索各种支持信息而不是调试更有用。例如，我的这种方法的用例与某些微控制器软件的配置选项有关，编译时输出是模板程序将配置选项映射到EEPROM存储器的方式。

是否可以在C ++编译期间使用模板元编程输出评估值？

3 个答案: