static_assert 不会立即中断编译

Question

代码示例：

template <int x>
struct SUM
{
    static_assert(x >= 0, "X must be greater or equal to 0");
    enum {VALUE = x + SUM<x-1>::VALUE};
};

template<>
struct SUM<0>
{
    enum {VALUE = 0};
};

int main()
{
    std::cout << SUM<-1>::VALUE << std::endl;
    return 0;
}

为什么编译器不会在第一个 static_assert 上中断编译而是继续工作直到达到最大实例化深度？

Invoking: GCC C++ Compiler
g++ -O0 -g3 -Wall -c -fmessage-length=0 -std=c++11 -MMD -MP -MF"src/Main.d" -MT"src/Main.d" -o "src/Main.o" "../src/Main.cpp"
../src/Main.cpp: In instantiation of ‘struct SUM<-1>’:
../src/Main.cpp:47:22:   required from here
../src/Main.cpp:26:2: error: static assertion failed: X must be greater or equal to 0
  static_assert(x >= 0, "X must be greater or equal to 0");
  ^

......

../src/Main.cpp: In instantiation of ‘struct SUM<-2>’:
../src/Main.cpp: In instantiation of ‘struct SUM<-900>’:
../src/Main.cpp:27:18:   recursively required from ‘struct SUM<-2>’
../src/Main.cpp:27:18:   required from ‘struct SUM<-1>’
../src/Main.cpp:47:22:   required from here
../src/Main.cpp:26:2: error: static assertion failed: X must be greater or equal to 0
../src/Main.cpp:27:18: error: template instantiation depth exceeds maximum of 900 (use -ftemplate-depth= to increase the maximum) instantiating ‘struct SUM<-901>’
  enum {VALUE = x + SUM<x-1>::VALUE};
                  ^
../src/Main.cpp:27:18:   recursively required from ‘struct SUM<-2>’
../src/Main.cpp:27:18:   required from ‘struct SUM<-1>’
../src/Main.cpp:47:22:   required from here

../src/Main.cpp:27:18: error: incomplete type ‘SUM<-901>’ used in nested name specifier
make: *** [src/Main.o] Error 1

13:04:05 Build Finished (took 6s.877ms)

这里唯一的问题是它需要很长时间才能中断，并且会产生很多输出。有没有办法让它变得更好？使用的编译器：gcc 4.8.1版

Answer 1

语言中没有任何东西需要立即中止编译，因此您得到的任何直接回答您的问题的东西都必然是特定于实现的，并且不会避免在其他实现上的实例化。我认为更好的方法是以无法继续实例化的方式重新编写代码。一种可能的方法是使用std::enable_if：

#include <iostream>
#include <type_traits>

template <int x, typename = typename std::enable_if<x >= 0>::type>
struct SUM_impl
{
    enum {VALUE = x + SUM_impl<x-1>::VALUE};
};

template<>
struct SUM_impl<0>
{
    enum {VALUE = 0};
};

template <int x>
struct SUM
{
    static_assert(x >= 0, "X must be greater or equal to 0");
    enum {VALUE = SUM_impl<x>::VALUE};
};

int main()
{
    std::cout << SUM<-1>::VALUE << std::endl;
    return 0;
}

这样，SUM 中的 static_assert 会打印出用户友好的消息。 SUM_impl中的enable_if在模板实例化之前强制拒绝x < 0的任何东西，如果模板没有被实例化，也不能递归实例化。

我最初使 SUM 派生自 SUM_impl，但不这样做（并复制其值）可提供更好的诊断。