如何使用隐式模板类型推导

Question

我正在尝试编写一个模板来在编译期间计算数字的幂（我不是模板元编程专家，因此感谢任何评论）。下面是代码：

template<typename T, T X, uint64_t P>
struct Pow
{
    static constexpr T result = X * Pow<T,X, P - 1>::result;
};
template<typename T, T X>
struct Pow<T, X, 0>
{
    static constexpr T result = 1;
};
template<typename T, T X>
struct Pow<T, X, 1>
{
    static constexpr T result = X;
};

我需要这样称呼：

Pow<decltype(4), 4, 2>::result

问题：有什么办法可以编写帮助模板，让调用跳过decltype？例如：

Pow<4, 2>::result

我已阅读以下内容，但到目前为止我还没有看到答案（似乎完全相反）this、this 和 this。

Answer 1

从 C++17 开始，您可以将 auto 类型用于 X 模板值

template <auto X, int64_t P>
struct Pow
{
    static constexpr decltype(X) result = X * Pow<X, P - 1>::result;
};

template <auto X>
struct Pow<X, 0>
{
    static constexpr decltype(X) result = 1;
};

您还可以看到，鉴于 0 部分特化，1 部分特化是多余的（也是 C++11/C++14）。

在 C++17 之前...我能想象的最好的，为了避免显式 T 类型，通过宏定义（这通常是非常不鼓励的，但在这种情况下，我认为可能是合理的） .

某事

#define PowMacro(X, P)  Pow<decltype(X), X, P> 

Answer 2

当然可以跳过 decltype，并且在使用 C++ 11 上下文时不需要结构。例如：

#include <iostream>
#include <type_traits>

template<typename T, class = typename std::enable_if< std::is_arithmetic<T>::value >::type >
constexpr T pow(T n, T power) noexcept {
    return power == 1 ? n : n * pow(n,power - 1);
}

int main(int argc, const char* argv) {

    static_assert( 4 == pow(2,2) ,"wrong pow");
    static_assert( 8.0F == pow(2.0F,3.0F) ,"wrong pow");
    static_assert( 256.0 == pow(2.0,8.0) ,"wrong pow");

    std::cout << "integer 2^2=" << pow(2, 2) << std::endl;
    std::cout << "float 2^3=" << pow(2.0F, 3.0F) << std::endl;
    std::cout << "double 2^8=" << pow(2.0, 8.0) << std::endl;

    return 0;
}

附： 以更快的方式在力量中比赛数字。真正的代码应该使用类似的东西，因为编译时间也很重要。

#include <iostream>
#include <type_traits>

// https://en.wikipedia.org/wiki/Exponentiation_by_squaring
template<typename T>
constexpr T pow(const T base,const T power, typename std::enable_if< std::is_integral<T>::value >::type* = 0) {
    return  1 == power
            ? base
            : 0 == power
              ? 1
              : (1 == (power & 1) )
                ? base * pow(base, power - 1)
                : pow(base, (power >> 1) ) * pow( base, (power >> 1) );
}


#ifdef __GNUG__

  // GCC able to use most of <cmath> at compile time, check <cmath> header

  inline constexpr float pow(float base, float power) noexcept {
    return __builtin_powf(base, power);
  }

  inline constexpr double pow(double base, double power) noexcept {
    return __builtin_pow(base, power);
  }

  inline constexpr long double pow(long double base,long double power) noexcept {
    return __builtin_powl(base, power);
  }

#else

// slow
template<typename T>
constexpr T pow(T base, T power, typename std::enable_if< std::is_floating_point<T>::value >::type* = 0) noexcept {
    return power == 1.0 ? base : base * pow(base,power - static_cast<T>(1.0) );
}

#endif // __GNUG__


int main(int argc, const char** argv) {

    static_assert( 4 == pow(2,2) ,"wrong pow");
    static_assert( 1024 == pow(2L,10L) ,"wrong pow");
    static_assert( (1 << 20) == pow(2LL,20LL) ,"wrong pow");

    std::cout << "integer 2^1=" << pow(2, 1) << std::endl;
    std::cout << "integer 2^2=" << pow(2, 2) << std::endl;
    std::cout << "long 2^10=" << pow(2L, 10L) << std::endl;
    std::cout << "long long 2^20=" << pow(2LL, 20LL) << std::endl;

    static_assert( 8.0F == pow(2.0F,3.0F) ,"wrong pow");
    static_assert( 256.0 == pow(2.0,8.0) ,"wrong pow");
    static_assert( 1024.0L == pow(2.0L,10.0L) ,"wrong pow");

    std::cout << "float 2^3=" << pow(2.0F, 3.0F) << std::endl;
    std::cout << "double 2^8=" << pow(2.0, 8.0) << std::endl;
    std::cout << "long double 2^10=" << pow(2.0L, 10.0L) << std::endl;

    return 0;
}