C ++编译时常量检测

时间:2010-07-21 13:40:11

标签: c++ templates metaprogramming compile-time-constant

有些库源可用,并且它通常必须支持变量参数,但实际上这些参数通常是常量。

然后可以通过对常量参数的特殊处理来优化事物(例如,使用静态数组而不是堆分配),但为此必须首先确定某些事物是否为常量(或者可能定义一些宏,但是它不太方便)。

所以这是一个有效的实施方案。

更新:此处:http://codepad.org/ngP7Kt1V

  1. 它真的是一个有效的C ++吗?
  2. 有没有办法摆脱这些宏? (is_const()不能是函数,因为函数依赖在数组大小表达式中不起作用;它也不能是模板,因为它也不接受变量参数。)
  3. 更新:这是一个更符合预期用途的更新。 如果if(N==0)不为0,编译器将不会为N分支生成任何代码。 同样,如果需要,我们可以切换到完全不同的数据结构。 当然它并不完美,但这就是我发布这个问题的原因。

    
     #include <stdio.h>

    struct chkconst { struct Temp { Temp( int x ) {} }; static char chk2( void* ) { return 0; } static int chk2( Temp ) { return 0; } }; #define is_const_0(X) (sizeof(chkconst::chk2(X))<sizeof(int)) #define is_const_0i(X) (sizeof(chkconst::chk2(X))>sizeof(char)) #define is_const(X) is_const_0( (X)^((X)&0x7FFFFFFF) ) #define const_bit(X1,bit) (is_const_0i((X1)&(1<<bit))<<bit) #define const_nibl(X1,bit) const_bit(X1,bit) | const_bit(X1,(bit+1)) | const_bit(X1,(bit+2)) | const_bit(X1,(bit+3)) #define const_byte(X1,bit) const_nibl(X1,bit) | const_nibl(X1,(bit+4)) #define const_word(X1,bit) const_byte(X1,bit) | const_byte(X1,(bit+8)) #define const_uint(X1) const_word(X1,0) | const_word(X1,16) #define const_switch_word( X1, X2 ) (is_const(X1) ? const_word(X1,0) : X2) #define const_switch_uint( X1, X2 ) (is_const(X1) ? const_uint(X1) : X2) const int X1 = 222; const int X2 = printf( "" ) + 333; char Y1[ const_switch_word(X1,256) ]; char Y2[ const_switch_word(X2,256) ]; template< int N > void test( int N1 ) { char _buf[N>0?N:1]; char* buf = _buf; if( N==0 ) { buf = new char[N1]; } printf( "%08X %3i %3i\n", buf, N, N1 ); } #define testwrap(N) test< const_switch_word(N,0) >( N ) int main( void ) { printf( "%i %i %i\n", X1, is_const(X1), sizeof(Y1) ); printf( "%i %i %i\n", X2, is_const(X2), sizeof(Y2) ); testwrap( X1 ); testwrap( X2 ); }

3 个答案:

答案 0 :(得分:2)

如果您正在使用GCC,请使用__builtin_constant_p告诉您某些内容是否为编译时常量。该文档包括

等示例
static const int table[] = {
  __builtin_constant_p (EXPRESSION) ? (EXPRESSION) : -1,
  /* ... */
};

答案 1 :(得分:1)

is_const应该更可靠。例如,在gcc-4.4上,以下内容:

int k=0;
printf("%d\n",is_const(k),is_const(k>0));

打印:

0,1

GCC是一个非常雄心勃勃的折叠常量表达式,它不是标准单词的整数常量表达式。可能更好的is_const定义可能是:

#define is_const(B)\
(sizeof(chkconst::chk2(0+!!(B))) != sizeof(chkconst::chk2(0+!(B))))

除此之外,你的技术很棒,因为我最终可以编写一个SUPER_ASSERT宏,如果编译时判断断言表达式,那么在编译期间会检查它:

#define SUPER_ASSERT(X) {BOOST_STATIC_ASSERT(const_switch_uint(X,1));assert(X);}

我稍后会查看const_switch_xxx()的内容。我不知道如何实现另一种方式,解构/重构技巧很棒。

答案 2 :(得分:0)

如果你可以传入一个模板参数,那么它保证是一个constexpr(标准的编译时表达式术语)。如果它没有通过模板参数传递,那么它不是constexpr。没有办法解决这个问题。

使用alloca手动滚动堆栈分配的可变长度数组类会更容易。这将保证数组的堆栈分配,无论它们是否是静态的。此外,您可以获得vector / boost :: array的大部分相同迭代功能。

        #define MAKE_VLA(type, identifier, size) VLA< (type) > identifier ( alloca( (size) * sizeof ( type ) ), (size) );
        template<typename T> class VLA {
            int count;
            T* memory;
            VLA(const VLA& other);
        public:
            // Types
            typedef T* pointer;
            typedef T& reference;
            typedef const T* const_pointer;
            typedef const T& const_reference;
            typedef T value_type;
            typedef std::size_t size_type;
            class iterator {
                mutable T* ptr;
                iterator(T* newptr)
                    : ptr(newptr) {}
            public:
                iterator(const iterator& ref)
                    : ptr(ref.ptr) {}

                operator pointer() { return ptr; }
                operator const pointer() const { return ptr; }

                reference operator*() { return *ptr; }
                const reference operator*() const { return *ptr; }

                pointer operator->() { return ptr; }
                const pointer operator->() const { return ptr; }

                iterator& operator=(const iterator& other) const {
                    ptr = iterator.ptr;
                }

                bool operator==(const iterator& other) {
                    return ptr == other.ptr;
                }
                bool operator!=(const iterator& other) {
                    return ptr != other.ptr;
                }

                iterator& operator++() const {
                    ptr++;
                    return *this;
                }
                iterator operator++(int) const {
                    iterator retval(ptr);
                    ptr++;
                    return retval;
                }
                iterator& operator--() const {
                    ptr--;
                    return *this;
                }
                iterator operator--(int) const {
                    iterator retval(ptr);
                    ptr--;
                    return retval;
                }

                iterator operator+(int x) const {
                    return iterator(&ptr[x]);
                }
                iterator operator-(int x) const {
                    return iterator(&ptr[-x]);
                }
            };
            typedef const iterator const_iterator;
            class reverse_iterator {
                mutable T* ptr;
                reverse_iterator(T* newptr)
                    : ptr(newptr) {}
            public:
                reverse_iterator(const reverse_iterator& ref)
                    : ptr(ref.ptr) {}

                operator pointer() { return ptr; }
                operator const pointer() const { return ptr; }

                reference operator*() { return *ptr; }
                const reference operator*() const { return *ptr; }

                pointer operator->() { return ptr; }
                const pointer operator->() const { return ptr; }

                reverse_iterator& operator=(const reverse_iterator& other) const {
                    ptr = reverse_iterator.ptr;
                }
                bool operator==(const reverse_iterator& other) {
                    return ptr == other.ptr;
                }
                bool operator!=(const reverse_iterator& other) {
                    return ptr != other.ptr;
                }

                reverse_iterator& operator++() const {
                    ptr--;
                    return *this;
                }
                reverse_iterator operator++(int) const {
                    reverse_iterator retval(ptr);
                    ptr--;
                    return retval;
                }
                reverse_iterator& operator--() const {
                    ptr++;
                    return *this;
                }
                reverse_iterator operator--(int) const {
                    reverse_iterator retval(ptr);
                    ptr++;
                    return retval;
                }

                reverse_iterator operator+(int x) const {
                    return reverse_iterator(&ptr[-x]);
                }
                reverse_iterator operator-(int x) const {
                    return reverse_iterator(&ptr[x]);
                }
            };
            typedef const reverse_iterator const_reverse_iterator;
            typedef unsigned int difference_type;

            // Functions
            ~VLA() {
                for(int i = 0; i < count; i++)
                    memory[i].~T();
            }
            VLA(void* stackmemory, int size)
                : memory((T*)stackmemory), count(size) {
                    for(int i = 0; i < count; i++)
                        new (&memory[i]) T();
            }

            reference at(size_type pos) {
                return (reference)memory[pos];
            }
            const_reference at(size_type pos) {
                return (const reference)memory[pos];
            }
            reference back() {
                return (reference)memory[count - 1];
            }
            const_reference back() const {
                return (const reference)memory[count - 1];
            }

            iterator begin() {
                return iterator(memory);
            }
            const_iterator begin() const {
                return iterator(memory);
            }

            const_iterator cbegin() const {
                return begin();
            }

            const_iterator cend() const {
                return end();
            }

            const_reverse_iterator crbegin() const {
                return rbegin();
            }

            const_reverse_iterator crend() const {
                return rend();
            }

            pointer data() {
                return memory;
            }
            const_pointer data() const { 
                return memory;
            }

            iterator end() {
                return iterator(&memory[count]);
            }
            const_iterator end() const {
                return iterator(&memory[count]);
            }

            reference front() {
                return memory[0];
            }
            const_reference front() const {
                return memory[0];
            }

            reverse_iterator rbegin() {
                return reverse_iterator(&memory[count - 1]);
            }
            const_reverse_iterator rbegin() const {
                return const_reverse_iterator(&memory[count - 1]);
            }
            reverse_iterator rend() {
                return reverse_iterator(memory[-1]);
            }
            const_reverse_iterator rend() const {
                return reverse_iterator(memory[-1]);
            }

            size_type size() {
                return count;
            }

            reference operator[](int index) {
                return memory[index];
            }
            const reference operator[](int index) const {
                return memory[index];
            }
        };

请注意,我实际上没有测试过这段代码,但抓取,使用和维护比在OP中维护那些怪物更容易。