诊断

Question

我想编写一个constexpr模板函数，该函数可以将作为参数传入的数组元素置换下来。所以我想出了类似的东西：

template <typename T, std::size_t N, typename... Ts>
constexpr std::array<T, N> permute(const std::array<T, N>& arr, const std::array<int, N>& permutation, Ts&&... processed)
{
    return (sizeof...(Ts) == N) ?
        std::array<T, N>{ std::forward<Ts>(processed)... } :
        permute(arr, permutation, std::forward<Ts>(processed)..., arr[permutation[sizeof...(Ts)]]);
}

用法示例：

constexpr std::array<int, 3> arr{ 1, 2, 3 };
constexpr std::array<int, 3> permutation{ 2, 1, 0 };
constexpr auto result = permute(arr, permutation); //result should contain { 3, 2, 1 }

问题是上面的代码没有编译。出于某种原因，g ++ 6.4尝试在＆＃39; 模板参数包下隐藏4个或更多参数来实例化置换模板。你能帮我纠正我的代码并编译吗？

Full code

Answer 1

我将提供一个“快速修复”来演示问题的原因，然后展示如何在C ++ 11中解决问题。之后，我将展示如何使用更新的功能（C ++ 14以后）来实现更简单的实现。

诊断

编译失控的原因是编译器必须生成条件的两个分支并检查它们的正确性，即使它可以证明其中一个永远不会被评估。

在较新版本的C ++中，我们可以将?替换为if constexpr来使其工作：

#include <array>
#include <cstddef>
#include <utility>

template <typename T, std::size_t N, typename... Ts>
constexpr std::array<T, N> permute(const std::array<T, N>& arr,
                                   const std::array<int, N>& permutation,
                                   Ts&&... processed)
{
    if constexpr (sizeof...(Ts) == N)
        return std::array<T, N>{ std::forward<Ts>(processed)... };
    else
        return permute(arr, permutation, std::forward<Ts>(processed)...,
                       arr[permutation[sizeof...(Ts)]]);
}

int main()
{
    constexpr std::array<int, 3> arr{ 1, 2, 3 };
    constexpr std::array<int, 3> permutation{ 2, 1, 0 };
    constexpr auto result = permute(arr, permutation);

    return result != std::array<int, 3>{ 3, 2, 1 };
}

（对于这些较新版本的C ++，仍然可以使用std::index_sequence进行简化，我将在稍后介绍。

C ++ 11代码

C ++ 11没有if constexpr，所以我们需要恢复为SFINAE：

#include <array>
#include <cstddef>
#include <utility>

template <typename T, std::size_t N, typename... Ts>
constexpr typename std::enable_if<sizeof...(Ts) == N, std::array<T, N> >::type
permute(const std::array<T, N>&, const std::array<int, N>&,
        Ts&&... processed)
{
    return std::array<T, N>{ std::forward<Ts>(processed)... };
}

template <typename T, std::size_t N, typename... Ts>
constexpr typename std::enable_if<sizeof...(Ts) != N, std::array<T, N> >::type
permute(const std::array<T, N>& arr, const std::array<int, N>& permutation,
        Ts&&... processed)
{
    return permute(arr, permutation, std::forward<Ts>(processed)...,
                   arr[permutation[sizeof...(Ts)]]);
}

在此，我们为sizeof...(Ts) == N和sizeof...(Ts) != N提供完全独立的功能，并使用std::enable_if在它们之间进行选择。

C ++ 14以后

如果我们能够使用C ++ 14或更高版本，我们得到std::index_sequence，这极大地简化了对数组或元组的所有元素的操作。这仍然需要两个函数，但这次其中一个调用另一个函数，逻辑更容易理解：

#include <array>
#include <cstddef>
#include <utility>

template<typename T, std::size_t N, std::size_t... I>
constexpr std::array<T, N>
permute_impl(const std::array<T, N>& a, const std::array<int, N>& p,
             std::index_sequence<I...>)
{
    return { a[p[I]]... };
}


template<typename T, std::size_t N, typename I = std::make_index_sequence<N>>
constexpr std::array<T, N>
permute(const std::array<T, N>& a, const std::array<int, N>& p)
{
    return permute_impl(a, p, I{});
}

如果你不止一次需要这个，你甚至可能值得实现自己的index_sequence，并且你只能使用C ++ 11。

constexpr variadic模板和解压缩std :: array

1 个答案:

诊断

C ++ 11代码

C ++ 14以后