斐波那契和'if constexpr'答案

【问题标题】：Fibonacci and 'if constexpr'斐波那契和'if constexpr'
【发布时间】：2017-12-23 18:58:11
【问题描述】：

请考虑以下代码：

template<int nIndex>
int Fibonacci()
{
    if constexpr (nIndex == 0) return 0;
    if constexpr (nIndex == 1) return 1;

    static_assert(nIndex >= 0, "Invalid index passed to Fibonacci()");
    return Fibonacci<nIndex - 1>() + Fibonacci<nIndex - 2>();
}

int main()
{
    Fibonacci<3>(); // 2
    //Fibonacci<-1>();  // Fires assertion 

    return 0;
}

当我在 VS2017 中运行它时，编译器输出：

error C2338: Invalid index passed to Fibonacci()
note: see reference to function template instantiation 'int Fibonacci<-1>(void)' being compiled
note: see reference to function template instantiation 'int Fibonacci<1>(void)' being compiled
note: see reference to function template instantiation 'int Fibonacci<3>(void)' being compiled

这不是我所期望的；我希望结果是 2。我在这里错误地使用了if constexpr 吗？

此外，我不理解编译器的诊断信息。

Fib(3) = Fib(2)              + Fib(1)
       = Fib(1) + Fib(0)
       = 1      + 0          + 1
       = 2

那么为什么编译器会认为 Fib(-1) 被调用了呢？

【问题讨论】：

你forgot to use else branches of the if constexpr statements.
好的，所以我在第二个 if constexpr 和 else 和最后的 return 语句之前放置了一个 else 和一个 else，它可以工作。但是我在这里遗漏了一些基本的东西，我认为在编译器点击第一个 return 之后它不会执行任何其他操作......还是我误解了 if constexpr？
if constexpr 两个分支之外的代码将无条件编译，因此即使在您的代码变体中，Fibonacci<nIndex - 1>() 和 Fibonacci<nIndex - 2> 也应编译为 nIndex == 0 和 nIndex == 1。跨度>
但是为什么在 'if constexpr (nIndex == 0) return 0;' 中的 return 语句之后编译没有“停止”；我的意思是，我可以看到它没有，但我不明白为什么...
我不知道这种行为背后的原因是什么。

标签： c++ templates if-statement c++17 constexpr

【解决方案1】：

那么为什么编译器会认为 Fib(-1) 被调用了呢？

它没有；它认为它已被实例化（或者更具体地说，Fibonacci<-1> 已被实例化）。

你想要的是条件实例化。这只有在实例化模板的语句本身由if constexpr 语句控制时才能实现：

template<int nIndex>
int Fibonacci()
{
    static_assert(nIndex >= 0, "Invalid index passed to Fibonacci()");

    if constexpr (nIndex == 0) return 0;
    else if constexpr (nIndex == 1) return 1;
    else
      return Fibonacci<nIndex - 1>() + Fibonacci<nIndex - 2>();
}

如果nIndex 为0 或1，那么最终return 语句中的代码不会导致模板被实例化。

【讨论】：

好的，所以你的意思是当执行Fib(3)时，编译器知道这是Fib(2) + Fib(1)，所以它似乎首先执行Fib(1) ，并且当这样做不会在if constexpr (nIndex == 0) return 0; 中的第一个返回语句之后“停止”，而是继续通过return Fibonacci<nIndex - 1>() + Fibonacci<nIndex - 2>(); 执行 Fib(0) + Fib(-1)，后者是编译器的输出 - 我理解正确吗？
@Wad：不。这与执行的内容无关。这是关于什么被实例化。你继续输入Fib(1)，而实际发生的是Fibonacci<1>()。这些不是一回事。后者是模板实例化。如果语句Fibonacci<-1> 出现在程序中的任何地方，那么由于静态断言，程序将无法编译。
是的，我明白了。好的，你是说当我实例化Fibonacci<3>() 时，会导致Fibonacci<2>() 和Fibonacci<1>() 的实例化。因此，从我的编译器输出看来，Fibonacci<1>() 然后在Fibonacci<2>() 之前首先被实例化，由于我的原始代码中没有else 语句，导致Fibonacci<0>() 和Fibaonacci<-1>() 被实例化......因此我的错误。这是正确的理解吗？