Constexpr，模板和数组大小

Question

我想将模板参数传递给函数调用，返回值用作数组的大小即

constexpr int myPow(int a, int b){
  int result = 1;
  for(int i=0;i<b;i++)
    result *= a;
  return result;
}

template <int N>
class testClass{
public:
  testClass(){}
  int array[myPow(2,N)];
};

int main(){
  testClass<3> A;
  return 0;
}

编译器错误：

~ $ g++-4.6 test.cpp -std=gnu++0x
test.cpp: In function ‘constexpr int myPow(int, int)’:
test.cpp:6:1: error: body of constexpr function ‘constexpr int myPow(int, int)’ not a return-statement
test.cpp: At global scope:
test.cpp:12:23: error: array bound is not an integer constant before ‘]’ token

知道怎么解决这个问题吗？

Answer 1

在C ++ 11中， constexpr函数只能包含一个return语句（有关完整的详细信息，请参见此处 ），因此myPow函数不符合constexpr（因为它包含for循环）。

您可以使用此元函数在编译时计算整数幂：

template <int N, typename Type> 
constexpr Type pow(const Type& x) 
{
    return (N > 1) ? (x*pow<(N-1)*(N > 1)>(x)) 
                   : ((N < 0) ? (static_cast<Type>(1)/pow<(-N)*(N < 0)>(x)) 
                              : ((N == 1) ? (x) 
                                          : (static_cast<Type>(1))));
}

如果要计算2^N ，可以键入：

pow<N>(2)

注1：这个元函数非常通用，也适用于负整数和浮点类型，所以你可以输入： pow<-3>(3.14)

注2：模板中N>1或N<0的乘法在此处阻止无限递归，并在分支不相关时强制模板参数等于零。 这可以通过模板特化来完成，但这里使用的技术允许编写单个函数。

Answer 2

在C ++ 11中， constexpr函数非常受限制，并且您的代码不符合限制（您不能声明变量，改变本地状态，也不能使用大多数形式的语句 - 包括循环）。 但是，C ++ 1y删除了大多数限制，而Clang 3.3在其-std=c++1y模式下接受原始代码示例。

如果您需要代码在C ++ 11模式下工作，您可以重写它以避开constexpr限制：

constexpr int myPow(int a, int b) {
  return b ? a * myPow(a, b - 1) : 1;
}

Answer 3

编辑：转到理查德史密斯的更聪明的答案。

根据您接受的答案，没有必要使用元函数将myPow算法实现为constexpr myPow函数。

您可以默认指数参数= 0然后：

constexpr int myPow(int a, int b = 0){
    return b == 0 ? 1 : myPow(a,b - 1) * a;
}

如果你不喜欢默认那个参数，那么你可以在myPow刚调用的constexpr辅助中默认该参数，例如

namespace impl {
    constexpr int myPow(int a, int b = 0){
        return b == 0 ? 1 : myPow(a,b - 1) * a;
    }
}
constexpr int myPow(int a, int b){
    return impl::myPow(a,b);
}

如果你至少升级到gcc 4.7.2你甚至可以使用-std=c++11来隐藏myPow本身内的辅助，因为你可以在constexpr函数体内定义类型：

constexpr int myPow(int a, int b){
    struct _1 {
        static constexpr int _2(int a, int b = 0) {
            return b == 0 ? 1 : _2(a,b - 1) * a;
        }
    };
    return _1::_2(a,b);
}

（虽然我认为严格来说这个纬度是C ++ 1y扩展）。

您可能希望调整Vincent的优越算法，使其不再是N的元函数，但仍然是算术类型的通用算法。