如何初始化 div_t 对象？

Question

所以从div 函数返回的成员的顺序似乎是实现定义的。

quot 是第一个^st 成员还是rem？

假设我正在做这样的事情：

generate(begin(digits), end(digits), [i = div_t{ quot, 0 }]() mutable {
    i = div(i.quot, 10);
    return i.rem;
})

当然，这里的问题是我不知道我是否在我的 lambda 捕获中初始化了 i.quot 或 i.rem。用div(quot, 1) 初始化i 是唯一的跨平台方法吗？

Answer 1

您说得对，成员的顺序未指定。该定义继承自 C，它明确声明它是（强调我的）：

7.20.6.2 div、ldiv 和 lldiv 函数

3 [...] 结构应包含 （按任意顺序） 成员 quot（商）和 rem（余数），每个都与参数numer 和denom 具有相同的类型。 [...]

在 C 中，未指定顺序这一事实并不重要，并且包含一个专门针对 div_t 的示例：

6.7.8 初始化

34 示例 10 可以将结构成员初始化为非零值，而不依赖于它们的顺序：

div_t answer = { .quot = 2, .rem = -1 };

不幸的是，C++ 从未采用这种语法。

我可能会在辅助函数中进行简单的赋值：

div_t make_div_t(int quot, int rem) {
  div_t result;
  result.quot = quot;
  result.rem = rem;
  return result;
}

对于普通的int 值，无论您使用初始化还是赋值都无关紧要，它们具有相同的效果。

您除以1 也是一个有效选项。

Answer 2

引用 C11 标准草案 N1570 §7.22.6.2

div、ldiv 和 lldiv 函数分别返回一个 div_t、ldiv_t 和 lldiv_t 类型的结构，包括商和余数。结构应包含（以任意顺序）成员 quot（商）和 rem（余数），每个成员都与参数 numer 和 denom 具有相同的类型。

所以在这种情况下，div_t 是一个普通的 POD 结构，由两个 ints 组成。

所以你可以像每个普通结构一样初始化它，你的方式也是我会做的。它也是便携式的。

否则我找不到任何特殊的机制来初始化它们，无论是在 C 中还是在 C++ 标准中。但是对于 POD 又名普通旧数据类型，没有任何必要。

Answer 3

编辑：

我认为 VS 的解决方法可能如下所示：

#include <cstdlib>
#include <type_traits>

template<class T>
struct DTMaker {
 using D = decltype(div(T{}, T{}));
 static constexpr D dt = D{0,1};
 static constexpr auto quot = dt.quot;
};

template <class T, typename std::enable_if<DTMaker<T>::quot == 0>::type* = nullptr>
typename DTMaker<T>::D make_div(const T &quot, const T& rem) { return {quot, rem}; }

template <class T, typename std::enable_if<DTMaker<T>::quot == 1>::type* = nullptr>
typename DTMaker<T>::D make_div(const T &quot, const T &rem) { return {rem, qout}; }

int main() {
   div_t d_t = make_div(1, 2);
}

[live demo]

旧答案：

如果您使用的是 c++17，您还可以尝试使用结构化绑定、constexpr 函数和 SFINAE 重载来检测结构中首先声明的字段：

#include <cstdlib>
#include <algorithm>
#include <iterator>

constexpr bool first_quot() {
    auto [x, y] = std::div_t{1, 0};
    (void)y;
    return x;
}

template <bool B = first_quot()>
std::enable_if_t<B, std::div_t> foo() {
    int quot = 1;
    int rem = 0;
    return {quot, rem};
}

template <bool B = first_quot()>
std::enable_if_t<!B, std::div_t> foo() {
    int quot = 1;
    int rem = 0;
    return {rem, quot};
}

int main() {
    foo();
}

[live demo]

或者更简单的使用 if constexpr:

#include <cstdlib>
#include <algorithm>
#include <iterator>

constexpr bool first_quot() {
    auto [x, y] = std::div_t{1, 0};
    (void)y;
    return x;
}

std::div_t foo() {
    int quot = 1;
    int rem = 0;
    if constexpr(first_quot())
        return {quot, rem};
    else
        return {rem, quot};
}

int main() {
    foo();
}

[live demo]

Answer 4

试试这样的:)

int quot = 10;
auto l = [i = [=] { div_t tmp{}; tmp.quot = quot; return tmp; }()]() mutable
{
    i = div(i.quot, 10);
    return i.rem;
};

看起来像在 C 中使用复合文字。:)

或者您可以通过在 lambda 表达式之外定义变量 i 并通过引用在 lambda 中使用它来简化任务。

例如

int quot = 10;
dov_t i = {};
i.quot = quot;

auto l = [&i]()
{
    i = div(i.quot, 10);
    return i.rem;
};

Answer 5

你可以使用三元来初始化它：

generate(rbegin(digits), rend(digits), [i = div_t{ 1, 0 }.quot ? div_t{ quot, 0 } : div_t{ 0, quot }]() mutable {
    i = div(i.quot, 10);
    return i.rem;
});

例如，gcc6.3 将编译相同的代码 with the ternary 和 without the ternary。

另一方面，clang3.9 编译的代码 with the ternary 比 without the ternary 编译的代码要长。

因此，三元是否被优化会因编译器而异。但在所有情况下，它都会为您提供不需要编写辅助函数的实现独立代码。

---

顺便说一句，如果您要创建一个辅助函数来创建 div_t（或任何其他 div 返回），您可以这样做：

template <typename T>
enable_if_t<decltype(div(declval<T>(), declval<T>())){ 1, 0 }.quot != 0, decltype(div(declval<T>(), declval<T>()))> make_div(const T quot, const T rem) { return { quot, rem }; }
template <typename T>
enable_if_t<decltype(div(declval<T>(), declval<T>())){ 1, 0 }.quot == 0, decltype(div(declval<T>(), declval<T>()))> make_div(const T quot, const T rem) { return { rem, quot }; }

请注意此does work on gcc 但fails to compile on Visual Studio 因为某些不符合项。

Answer 6

我的解决方案使用一个 constexpr 函数，该函数本身包装并执行一个 lambda 函数，该函数根据模板参数确定并初始化正确的 div_t。

template <typename T>
constexpr auto make_div(const T quot, const T rem)
{
    return [&]() {
        decltype(std::div(quot, rem)) result;
        result.quot = quot;
        result.rem = rem;
        return result;
    }();
}

这适用于 MSVC15、gcc 6.3 和 clang 3.9.1。

http://rextester.com/AOBCH32388

---

lambda 允许我们在 constexpr 函数中逐步初始化一个值。所以我们可以正确地设置quot 和rem，并且独立于它们在数据类型本身中出现的顺序。

通过将其包装到 constexpr 函数中，我们允许编译器完全优化对 make_div 的调用：

叮当声：https://godbolt.org/g/YdZGkX

gcc：https://godbolt.org/g/sA61LK