为啥我必须专门化递归模板变量？

Posted 2023-02-23

【中文标题】为啥我必须专门化递归模板变量？

【英文标题】：Why do I have to specialize recursive template variables?为什么我必须专门化递归模板变量？

【发布时间】：2019-10-27 09:50:01

【问题描述】：

所以我在这里写了一个答案：https://***.com/a/56569397/2642059，它努力在编译时计算log2，如下所示：

template <unsigned int x>
constexpr enable_if_t<x != 0U, int> log2 = 1 + log2<x / 2U>;

template <>
constexpr int log2<1U> = 0;

这很好用，但我觉得我不应该专攻：

template <unsigned int x>
constexpr enable_if_t<x != 0U, int> log2 = x < 4U ? 1 : 1 + log2<x / 2U>;

但是这个gives me the error：

代替template<bool _Cond, class _Tp> using enable_if_t = typename std::enable_if::type [with bool _Cond = (0u != 0u); _Tp = int]: prog.cpp:7:61: 从constexpr std::enable_if_t<true, int> log2<4u>递归需要 prog.cpp:7:61: 需要来自constexpr std::enable_if_t<true, int> log2<8u> prog.cpp:10:11：从这里需要 /usr/include/c++/6/type_traits:2523:61: 错误：struct std::enable_if<false, int> 中没有名为 type 的类型

有什么方法可以防止编译器将递归展开得太远？

【问题讨论】：

有没有一种方法可以防止编译器将递归展开得太远？ 是的，通过为不进行递归实例化的基本情况添加一个特化。

@MilesBudnek 我不希望为log2<0> 定义这个你是说有更好的方法吗？

没关系，我把基本情况误读为 0。enable_if 是有道理的。

您的模板是递归的。对于我们生活中的任何递归，我们都需要一个叶子案例。在 TMP 中，提供叶案例的唯一方法是专门化。如果您将 TMP 替换为 constexpr 函数和 constexpr if，则可以避免专门化。

@JonathanMee 使用一些代码发布了相同效果的答案。

【参考方案1】：

您使用递归来计算 log2。我们生活中的每一个递归操作都需要叶子案例。

在递归叶函数的情况下，叶情况可以提供非递归返回。但是，使用模板变量提供叶案例的唯一方法是专门化，根本没有其他方法。

我相信，您可以使用 constexpr 函数实现相同的目标，而无需 TMP：

#include <type_traits>

constexpr int log2(int arg) 
    if (arg == 0) return 0;
    if (arg == 1) return 0;
    return 1 + log2(arg / 2u);


constexpr std::integral_constant<int, log2(16)> z; // z.value == 4

这适用于运行时和编译时参数，通常应该优于纯 TMP 解决方案，除非用于教育目的。

出于教育或其他未公开的目的，您可以像这样使用专有编译时：

#include <type_traits>

template<int arg>
constexpr int log2(std::integral_constant<int, arg> ) 
    static_assert(arg > 0, "Bad arg to log2!");
    if constexpr (arg == 1) 
        return 0;
     else 
        return 1 + log2(std::integral_constant<int, arg / 2> );
    


int k = log2(std::integral_constant<int, 16>);

【讨论】：

所以我很喜欢你的log2 函数，但是如果我想阻止它在运行时被调用怎么办？

@JonathanMee 第一个？函数本身没有。第二个自然只是编译时。