您如何使C ++創建一個表達式，該表達式使用編譯時檢查常量並聲明變量？

Question

這是一個示例設置…宏或模板CHECKEXPR_RETURNVAL（EXPR，VAL），用於在返回VAL時檢查EXPR為TRUE。

這在很多地方都非常有用-例如在此高度簡化的示例中：

#define ISPOW2(VAL)           ((0!=VAL)&&(0==(VAL&(VAL-1))))
#define _ALIGNPOW2(VAL,ALIGN) ((VAL+(ALIGN-1))&(~(ALIGN-1)))

#define ALIGNPOW2(VAL,ALIGN)  CHECKEXPR_RETURNVAL( \
    ISPOW2(ALIGN) , _ALIGNPOW2(VAL,ALIGN) )

因此，困難是這樣的： 我想盡可能進行編譯時檢查，並且如果該值不是在編譯時確定的常量，則進行運行時檢查。

基本上，該想法是盡快捕獲不良參數。 如果您可以在編譯時捕獲到錯誤的參數，那比在運行時發現錯誤的參數要好。 同樣，常量初始化程序需要編譯時版本。

---

這是我兩次（失敗）嘗試，使單個版本可以在多個地方工作（作為恆定數組大小，作為枚舉初始化程序以及在具有變量的函數中）。 不幸的是，它們要么僅在編譯時（常量初始化程序）工作，要么僅在運行時工作-我想找出一個對兩者都適用的版本。

// CHECKEXPR_RETURNVAL - version "A"
#define CTCHECK_EXPR(EXP)(CTCheckBool<EXP>::ExistsZeroIfTrue)
template <bool bExpression> struct CTCheckBool {};
template <> struct CTCheckBool<true> {enum{ExistsZeroIfTrue=0};};
// Note: Plus ("+") is used rather than comma operator because
// the comma operator can not be used for constant initializers
#define CHECKEXPR_RETURNVAL_A(EXP,VAL) (CTCHECK_EXPR(EXP) + (VAL))

// Test Out version "A" -- works only for Compile Time Constants
#define ALIGNPOW2_A(VAL,ALIGN)  CHECKEXPR_RETURNVAL_A( \
    ISPOW2(ALIGN) , _ALIGNPOW2(VAL,ALIGN) )

char AlignedVar_A[ALIGNPOW2_A(2,8)];
enum { AlignedVal_A = ALIGNPOW2_A(57,16) };

int TestAlignPow2_A(int val, int align)
    {return(ALIGNPOW2_A(val,align));}       // Compile Error


// CHECKEXPR_RETURNVAL - version "B"
template<typename T> T CHECKEXPR_RETURNVAL_B(bool bExpr,T val)
    { ASSERT(bExpr); return(val); }

// Test Out version "B" -- works only for Runtime Computed Values
#define ALIGNPOW2_B(VAL,ALIGN)  CHECKEXPR_RETURNVAL_B( \
    ISPOW2(ALIGN) , _ALIGNPOW2(VAL,ALIGN) )

char AlignedVar_B[ALIGNPOW2_B(2,8)];        // Compile Error
enum { AlignedVal_B = ALIGNPOW2_B(57,16) }; // Compile Error

int TestAlignPow2_B(int val, int align)
    {return(ALIGNPOW2_B(val,align));}

不幸的是，這兩個版本都不適用。 是否存在適用於所有情況的代碼結構？

Answer 1

似乎您真的會使用c ++ 0x constexpr函數...

Answer 2

好吧...這不是一個完整的答案，但是我想您可以從中得出您想要的：

#include <stdio.h>

template <int I> struct S{
    static void doIt(){
        fprintf(stderr, "wow\n");
    }
};

template<> void S<0>::doIt(){
    fprintf(stderr, "oops\n");
}

#define EXPR(p) S<(int)((bool)(p))>::doIt()     

int main(int argc, char** argv){
    EXPR((5+2)==7);
    EXPR((5+2)==8);
    const int a = 58;
    EXPR(a==58);
    EXPR(58);
    return 0;
}

您可以根據表達式獲得編譯器錯誤：

#include <stdio.h>

template <int I> struct S{
    static void doIt(){
        ssdfkjehiu //deliberately invalid code
        fprintf(stderr, "oops\n");
    }
};

template<> void S<1>::doIt(){
    fprintf(stderr, "wow\n");
}

#define EXPR(p) S<(int)((bool)(p))>::doIt() 



int main(int argc, char** argv){
    EXPR((5+2)==7);
    EXPR((5+2)==8);//uncomment it to make code compile
    const int a = 58;
    EXPR(a==58);
    EXPR(58);
    return 0;
}

但是，導致錯誤的行將位於冗長的模板錯誤消息的中間。 例：

1.cpp(6) : error C2065: 'asdlfkjhasd' : undeclared identifier
        1.cpp(4) : while compiling class template member function 'void S<I>::doIt(void)'
        with
        [
            I=0
        ]
        1.cpp(19) : see reference to class template instantiation 'S<I>' being compiled
        with
        [
            I=0
        ]
1.cpp(6) : error C2146: syntax error : missing ';' before identifier 'fprintf'

如您所見，錯誤是由第19行引起的，該行在消息的中間提到。 這有點不方便。

我不能保證兩個示例都不依賴於某些未定義的C ++行為。

另外，我認為下一個代碼維護者可能對此不滿意...

附言：我認為您也應該看看增強功能。 如果我沒記錯的話，它有很多“魔術預處理器宏”（例如循環），因此有可能實現了類似的功能。

- 編輯 -
好吧，這個呢？

#include <stdio.h>
#include <string>

template <typename T> void a(T &i){
    fprintf(stderr, "variable\n");  
}

void a(const char* const i){
    fprintf(stderr, "constant\n");
}

void a(bool i){
    fprintf(stderr, "constant\n");
}

int main(int argc, char** argv){
    int i;
    float f;
    std::string s;
    const char* s1 = "b";
    a(3);
    a(3+2);
    a(1.0f);
    a('a');
    a("b");
    a(i);
    a(f);
    a(s);
    a(s1);
    return 0;
}