C++11 的不同编译器行为答案

【问题标题】：Different compiler behavior with C++11C++11 的不同编译器行为
【发布时间】：2015-01-23 15:47:46
【问题描述】：

以下代码

#include <vector>
#include <complex>
#include <algorithm>

template<class K>
inline void conjVec(int m, K* const in) {
    static_assert(std::is_same<K, double>::value || std::is_same<K, std::complex<double>>::value, "");
    if(!std::is_same<typename std::remove_pointer<K>::type, double>::value)
#ifndef OK
        std::for_each(in, in + m, [](K& z) { z = std::conj(z); });
#else
        std::for_each(reinterpret_cast<std::complex<double>*>(in), reinterpret_cast<std::complex<double>*>(in) + m, [](std::complex<double>& z) { z = std::conj(z); });
#endif
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    std::vector<double> nums;
    nums.emplace_back(1.0);
    conjVec(nums.size(), nums.data());
    return 0;
}

在 Linux 上编译良好p>

Debian clang 版本 3.5.0-9
gcc 版本 4.9.1
icpc 版本 15.0.1

在 Mac OS X 上

gcc 版本 4.9.2

但没有

clang-600.0.56
icpc 版本 15.0.1

除非定义了宏 OK。我不知道哪些是错误的编译器，有人可以告诉我吗？谢谢。

PS：这里是错误

10:48: error: assigning to 'double' from incompatible type 'complex<double>'
        std::for_each(in, in + m, [](K& z) { z = std::conj(z); });

【问题讨论】：

能把得到的编译错误加进去吗？
我已经更新了我的第一篇文章以包含错误。我不明白为什么会出现这样的错误，因为对我来说，可以在语法分析期间评估测试第 8 行，因此编译器应该知道只有在 K = std::complex<double> 时才评估第 10 行，不是吗？跨度>
整个函数还是要编译的。您正在尝试使用 if 作为（不存在的）static if。只需编写两个重载。（remove_pointer 也没有意义。double 和 complex<double> 都不是指针。）
对不必要的remove_pointer感到抱歉。为什么建议使用两个重载，如果我定义宏 OK，代码在所有平台上编译和运行 double 和 complex<double> 都很好，我猜这个实现的运行时成本不会高很多比有两个重载的？
因为它更容易阅读，而且实际上更短。

标签： c++11 g++ complex-numbers clang++ icc

【解决方案1】：

不同之处在于，在 Linux 上，您使用的是 libstdc++ 和 glibc，而在 MacOS 上，您使用的是 libc++ 和任何 CRT MacOS 使用的。

MacOS 版本正确。（此外，您的解决方法已完全失效且非常危险。）

这就是我认为会发生的事情。

环境中有多个conj 重载。 C++98 引入了一个模板，它接受 std::complex<F> 并返回相同的类型。因为这个模板需要推导F，所以在用简单的浮点数调用conj时它不起作用，所以C++11添加了conj的重载，它采用float、double和@ 987654328@，并返回适当的std::complex 实例化。

然后有一个来自 C99 库的全局函数 ::conj，它接受 C99 double complex 并返回相同的值。

据我所知，libstdc++ 尚未提供新的 C++11 conj 重载。未调用 conj 的 C++ 版本。然而，似乎::conj 以某种方式进入了std 命名空间，并被调用。您传递的 double 通过添加零虚部隐式转换为 double complex。 conj 否定该零。通过丢弃虚部，结果double complex 被隐式转换回double。（是的，这是 C99 中的隐式转换。不，我不知道他们在想什么。）结果可以分配给z。

libc++ 提供了新的重载。选择double 的那个。它返回一个std::complex<double>。这个类没有到double的隐式转换，所以对z的赋值会给你一个错误。

底线是：您的代码完全没有意义。 vector<double> 不是 vector<complex<double>> 并且不应被视为一个。在double 上调用conj 没有意义。要么它不编译，要么它是一个空操作。（libc++ 的conj(double) 实际上是通过简单地构造一个虚部为零的complex<double> 来实现的。）而且疯狂地reinterpret_cast 解决编译错误是可怕的。

【讨论】：

感谢您的回答。我忘了补充一点，此代码仅使用 K = double 或 K = std::complex<double> 实例化（请参阅上面的更新代码）。查看 sn-p 的第 8 行测试，reinterpret_cast 仅用K = std::complex<double> 调用。您能否评论一下为什么 reinterpret_cast<std::complex<double>*> 和 std::complex<double>* 是“可怕的”？我在想编译器可以忽略这个调用。
那不会太可怕，只是丑陋，只是等待一些微妙的变化（也许切换到complex<float>？）让它再次变得可怕。 reinterpret_cast 很糟糕。最好将函数的complex 特定部分提取到一个单独的函数中，该函数有两个重载，一个用于double，一个用于complex<double>。这样您就不必解决抱怨无效操作的编译器。
OP 似乎遗漏了这样一个事实，即无法运行、仍可编译且必须有效的代码。一个涵盖可以改善答案的段落。

【解决方案2】：

Sebastian Redl 的回答解释了为什么您的代码没有使用 libc++ 编译但使用 libstdc++ 编译。 if 不是某些语言中存在的static if；即使if 分支中的代码 100% 失效，它仍然必须是有效代码。

无论如何，这对我来说都是大量不必要的复杂性。并非所有东西都必须是模板。尤其是当您的模板只能与两种类型一起使用时，并且当与这两种类型中的一种一起使用时，它是无操作的。

比较：

template<class K>
inline void conjVec(int m, K* const in) {
    static_assert(std::is_same<K, double>::value || std::is_same<K, std::complex<double>>::value, "");
    if(!std::is_same<K, double>::value)
        std::for_each(reinterpret_cast<std::complex<double>*>(in), reinterpret_cast<std::complex<double>*>(in) + m, [](std::complex<double>& z) { z = std::conj(z); });
}

与：

inline void conjVec(int m, double* const in) {}
inline void conjVec(int m, std::complex<double>* const in) {
    std::for_each(in, in + m, [](std::complex<double>& z) { z = std::conj(z); });
}

我知道我更喜欢哪一个。

【讨论】：