constexpr - 函数不能用于常量表达式

Question

我想在编译时为给定范围内的数学函数计算查找表，然后在运行时从表中检索值。 我的代码如下：

#include <iostream>
#include <cmath>


template<int size>
class LookupTable {
public:
constexpr LookupTable(double xMin, double xMax) : array(), xMin(xMin), xMax(xMax), dx((xMax - xMin) / (size - 1)) {
    for(auto i = 0; i < size; ++i)
        array[i] = exp(xMin + i * dx);
}

constexpr double operator()(double x) const {
    return array[std::min(std::max(static_cast<int>((x - xMin) / dx), 0), size-1)];
}

private:
double array[size];
double xMin;
double xMax;
double dx;
};



int main() {
    const double x = 0.5;
    constexpr LookupTable<10000> table(0.0, 1.0);
    std::cout << "f(x) = " << table(x) << std::endl;  // evaluated at compile time ?
    std::cout << "f(x) = " << LookupTable<10000>(0.0, 1.0)(x) << std::endl;  // evaluated at run time ?
    return 0;
}

代码编译并在gcc 5.1及更高版本上运行，但不在Clang 3.8上运行。 Clang的错误消息是：constexpr变量'table'必须由常量表达式初始化，非constexpr函数'exp'不能用于常量表达式。

当我删除constexpr时：

constexpr LookupTable<10000> table(0.0, 1.0);

然后代码也编译并在Clang上运行。

我的问题是：

• 错误消息“function'exp'不能用于常量表达式”是什么意思？ 有解决方法吗？
• 这是否意味着当我声明LookupTable <10000>表（0.0,1.0）时; 如果没有constexpr，那么表预计算会在运行时发生吗？ 我正在使用在线编译工具，所以我现在没有选择对代码进行基准测试。
• 我想概括代码并模拟数学函数。 它可以与仿函数一起使用，但是可以使用lambdas吗？

谢谢

Answer 1

这似乎是gcc的不符合扩展，因为在<cmath>没有constexpr声明exp() ：

17.6.5.6 constexpr函数和构造函数[constexpr.functions]

1该标准明确要求某些标准库函数为constexpr（7.1.5）。 实现不应将任何标准库函数签名声明为constexpr，除非明确要求它。 在提供constexpr函数或构造函数的任何非定义声明的任何头中，实现应提供相应的定义。

如果没有LookupTable前面的constexpr ，它确实会在运行时LookupTable 。 解决方法是使其成为static变量，以便您可以在启动时对其进行初始化。

如果你想要constexpr数学函数，你需要编写自己的函数，或者编写一个标准的提议，将当前的<cmath>库修改为constexpr 。