Question

我正在定义一种方法，该方法使用C ++ 17中的递归模板来知道类型在类型列表中的位置。我尝试了两种方法：一种使用constexpr值，另一种使用constexpr函数。第二个使用if语句进行编译，而第一个使用三元运算符则不进行编译。

#include <type_traits>
#include <iostream>

template<typename Searching, typename First, typename...Others>
constexpr std::size_t index_of = std::is_same_v<Searching,First> ? 0 : 1 + index_of<Searching,Others...>;

template<typename Searching, typename First, typename...Others>
constexpr std::size_t IndexOf() {
    if constexpr(std::is_same_v<Searching,First>)
        return 0;
    else return 1 + IndexOf<Searching,Others...>();
};

int main() {
    std::cout << index_of<int, int> << std::endl; //does not compile
    std::cout << IndexOf<int, int>() << std::endl; //compile
    //both should return 0
    return 0;
}

我的编译器migw64说：

模板参数个数错误（1个，至少应为2个）
constexpr std :: size_t index_of = std :: is_same_v 吗？ 0：1 + index_of <正在搜索，其他...>;

据我了解，三元运算符需要评估其两个操作数，因此不能在这种类型的递归中使用它。

我是对的吗？如果是的话，为什么会这样？
谢谢。

Answer 1

我将从问题的结尾开始，然后逐步解决。

据我了解，三元运算符需要评估其两个操作数

不。三元运算符（意思是“由三个组成”）具有三个操作数，而不是两个。在评估此运算符时，将评估三个操作数中的两个：条件和条件选择的操作数。

评估不是您的问题所在。

使用三元运算符的第一个不会编译。

我想我明白为什么会这样。您正在将条件运算符的结果分配给std::size_t。为了对此进行编译，此结果的类型必须为std::size_t或可转换为该类型。因此，编译器需要确定结果的类型。我找到了rules for determining the type。如果第二或第三操作数的类型为void，则适用第一条规则。因此，即使不对这些操作数之一进行求值，也必须知道它们的两个类型。

好，那么您的第三个操作数是什么类型，将不会被求值的那个呢？好吧，它是1 + index_of<int>，所以我们最好检查一下index_of<int>的声明。糟糕，我们需要两个参数。提示错误消息。

无论如何，这可能都是您必须处理的事情，因为在“未找到”的情况下，任何一种方法都应该得到相同的错误（例如：index_of<unsigned, int, long, float>）。您可能已经注意到，默认错误消息不能很好地描述问题所在，因此，即使解决该问题仅意味着提供一个更易于理解的编译器错误，对于模板专门解决该问题也可能是一个好主意。

Answer 2

据我了解，三元运算符需要评估其两个操作数，因此不能在这种类型的递归中使用它。

不是评估，而是实例化。实例化表达式std::is_same_v<Searching, First> ? 0 : 1 + index_of<Searching, Others...>时，必须实例化所有三个操作数（不求值），因此由于实例index_of<Searching, Others...>会发生错误。它类似于if和if constexpr之间的区别。如果您以第二种方式将if constexpr更改为if，则它也不会编译。

一种解决方法是使用第二种方法（即函数模板）来初始化index_of，例如

template<typename Searching, typename First, typename... Others>
constexpr std::size_t IndexOf() {
    if constexpr(std::is_same_v<Searching,First>)
        return 0;
    else return 1 + IndexOf<Searching,Others...>();
};

template<typename Searching, typename First, typename...Others>
constexpr std::size_t index_of = IndexOf<Searching, First, Others...>();

或使用模板专门化：

template<typename Searching, typename First, typename... Others>
constexpr std::size_t index_of = 1 + index_of<Searching, Others...>;

template<typename Searching, typename... Others>
constexpr std::size_t index_of<Searching, Searching, Others...> = 0;

如果您想获得更清晰的错误消息，可以将变量模板包装在一个类中并使用static_assert。

为什么递归constexpr模板值不能编译？

2 个答案: