变量模板编译时间数组

Question

我目前正在学习 c++ 中的模板元编程，并偶然发现了变量模板。作为一个有趣的练习，我决定使用以下用法实现编译时静态数组 -

my_array<1,2,3,4> arr;  // gives an array with 4 members = 1,2,3,4

我已经尝试了几次迭代，一路上消除了语法错误，但现在我被卡住了，因为没有编译器给出有用的警告。这是我当前的代码 -

#include <iostream>

template<size_t... Enteries>
constexpr size_t my_array[sizeof...(Enteries)] = {Enteries...};

int main() {
    my_array<1,2,3,4,5,6> arr;
}

但目前它在 clang 中出现以下错误 -

static_array.cpp:7:10: error: expected ';' after expression
        my_array<1,2,3,4,5,6> arr;
                ^
                ;
static_array.cpp:7:24: error: use of undeclared identifier 'arr'
        my_array<1,2,3,4,5,6> arr;
                              ^
static_array.cpp:7:2: warning: expression result unused [-Wunused-value]
        my_array<1,2,3,4,5,6> arr;
        ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1 warning and 2 errors generated.

和 gcc -

static_array.cpp: In function ‘int main()’:
static_array.cpp:7:24: error: expected ‘;’ before ‘arr’
  my_array<1,2,3,4,5,6> arr;
                        ^~~
static_array.cpp:7:27: warning: statement has no effect [-Wunused-value]
  my_array<1,2,3,4,5,6> arr;

我应该如何继续实现这个东西（最好使用变量模板，因为我知道这可以用旧的结构技术来实现）。

Answer 1

正如问题的 cmets 中所述，my_array<1,2,3,4,5,6> 不是类型。 my_array 是一个变量模板，它有一个你可以使用一次专门化的类型，但它不是一个类型，你不能按照你的方式使用它。
您不能声明类型为my_array<1,2,3,4> 的变量，但可以使用变量my_array<1,2,3,4>。 举个例子，你想得到第 N 个元素吗？ my_array<1,2,3,4,5,6>[N];.

示例程序：

#include <iostream>

template<size_t... Enteries>
constexpr size_t my_array[sizeof...(Enteries)] = {Enteries...};

int main() {
   std::cout << my_array<1,2,3,4,5,6>[0] << std::endl;
}

输出：

1

Answer 2

你的意思是创建一个类型吗？

#include <stdexcept>

template < size_t... Enteries >
class my_array
{
    constexpr static size_t const N = sizeof...(Enteries);
    constexpr static size_t const value[N] = {Enteries...};
public:
    constexpr size_t operator[](size_t idx) const
    {
      if ( idx < N )
        return value[idx];
      else
        throw std::out_of_range("my_array index out of range");;
    }
};

int main() {
    my_array<1,2,3,4,5,6> arr;
    static_assert( arr[0] == 1, "!" );
    static_assert( arr[1] != 5, "!!" );
  //static_assert( arr[9] == 0, "!!!" ); // Does not compile
}

Answer 3

编译时数组有几种方法

与constexpr

只需使用constexpr 限定一个数组

constexpr size_t arr[] = {3, 2, 1};

带有变量模板

template<size_t... E>
constexpr size_t arr[] = {E...};

这被称为variable template，arr 是变量，因此您可以像使用它一样使用它

for(auto i : arr<42, 420, 4200>)
    std::cout << i << std::endl;

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带非类型模板参数

此功能已在 C++14 中提供，即std::integer_sequence。这不像简单的数组那么简单，主要在需要数字参数包时使用

template<typename T, T... I>
void print(std::integer_sequence<T, I...>)
{
    (std::cout << ... << I);  // fold expression from C++1z, parentheses required
}

print(std::integer_sequence<size_t, 1, 2, 3>{});

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