用constexpr构造const数组

Question

假设为了参数我在类中有以下私有constexpr：

static constexpr uint16_t square_it(uint16_t x)
{
    return std::pow(x, 2);
}

然后我想使用上面的constexpr在同一个类的同一部分中为最多255个整数构造这些值的静态常量数组：

static const uint16_t array_of_squares[256] =
{
    //something
};

我希望在编译时构造数组，如果可能的话，不要在运行时构建。我认为第一个问题是在constexpr中使用像std :: pow这样的表达式是无效的ISO C ++（尽管arm-gcc可能允许？），因为它可以返回域错误。我想要使​​用的实际表达式是一个涉及std :: exp。

的有点复杂的函数

请注意，由于我正在为一个小型微处理器Cortex M4进行编译，因此我没有太多可用的std库。

有没有更合适的方法来执行此操作，比如使用预处理器宏？我非常希望避免使用像外部Python脚本这样的东西来计算每次在开发过程中需要修改表格，然后粘贴它。

Answer 1

正如您所说，问题是C标准库函数通常没有标记为constexpr。

如果您需要使用std::exp，这里最好的解决方法是编写您自己的可以在编译时运行的实现。如果它是在编译时完成的，那么可能没有必要对其进行优化，它只需要准确且适度有效。

很久以前有人问过如何做here的问题。您可以从那里重用该想法并在C ++ 11中重写为constexpr函数，尽管您必须重构它以避免for循环。在C ++ 14中，需要更少的重构。

您也可以尝试通过模板严格执行此操作，但这会更加痛苦，double不能成为模板参数，因此会更复杂。

Answer 2

这样的事情怎么样？

constexpr uint16_t square_it(uint16_t v) { return v*v; }

template <size_t N, class = std::make_index_sequence<N>>
struct gen_table;

template <size_t N, size_t... Is>
struct gen_table<N, std::index_sequence<Is...>> {
    static const uint16_t values[N] = {square_it(Is)...};
};

constexpr auto&& array_of_squares = gen_table<256>::values;

我不知道微处理器是否支持这种操作。它可能在您的标准库中没有make_index_sequence（尽管您可以在SO上找到实现），也许该模板实例化会占用太多内存。但至少它可以在某个地方运作。