Question

假设我有一个简单的函数可以执行以下操作：

template<typename T>
T get_half(T a){
    return 0.5*a;
}

通常会在T为double或float的情况下评估此函数。该标准规定0.5将是double（浮点数为0.5f）。如何编写上面的代码，以便0.5将始终为T类型，以便在评估产品或返回时没有强制转换？我想要的是0.5在编译时是T类型的常量。这个问题的关键是我想在运行时避免转换。

例如，如果我写：

template<typename T>
T get_half(T a){
    return T(0.5)*a;
}

我能完全确定在编译时评估T（0.5）吗？如果没有，那么实现这一目标的正确方法是什么？如果需要，我可以使用c ++ 11。

提前谢谢。

在c ++ 11中，我有一个numeric_traits类，如下所示（在头文件中）

template<typename Scalar>
struct numeric_traits{
    static constexpr Scalar one_half = 0.5;
    //Many other useful constants ....
};

所以在我的代码中我会用它作为：

template<typename T>
T get_half(T a){
    return numeric_traits<T>::one_half*a;
}

这就是我想要的，即0.5在编译时以我需要的精度解析，并且在运行时不会发生强制转换。但缺点是：

每次我需要一个新的常量
sintax可能过于烦人了？（当然，这不是一个大问题）
可能有类似的东西：常量（0.5）在运行时解析为T类型。

再次感谢您。

Answer 1

没有任何方法可以强制常量永远不会在运行时计算，因为有些机器根本没有一条指令可以加载一个类型的所有可能值。例如，机器可能只有一个16位加载常量指令，其中0x12345678需要在运行时计算为0x1234 << 16 | 0x5678。或者，可以从内存中加载这样的常量，但这可能比计算它的成本更高。

您需要相信您的编译器。在可行的系统上，任何具有任何优化量的编译器都将翻译T(0.5)，其转换方式与0.5f相同，假设T为float。并且0.5f将以最合理的方式为您的平台计算。这可能涉及将其作为常量加载，或者可能涉及计算它。或者谁知道，如果结果相同，您的编译器可能会将T(0.5)*a更改为a/2。

在您的问题中，您举一个添加numeric_traits助手类的示例。这个，IMO，有点矫枉过正。在constexpr产生影响的极不可能的情况下，你可以写

template <typename T>
T get_half(T a) {
    constexpr T half = 0.5;
    return half * a;
}

然而，在我看来，这仍然弊大于利：您的get_half现在不再可以用于非文字类型。需要类型以支持常量表达式中double的转换。假设您有一个任意精度的rational类型，在没有constexpr的情况下编写。现在，您的get_half无法使用，因为初始化constexpr T half = 0.5;无效，即使0.5 * a可能已编译。

即使你的numeric_traits助手类也是如此;它只是因为我把它移到了函数体中而没有效。

如何在模板中定义浮点常量。在运行时避免使用强制转换

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