c++ - 基于模式创建位掩码作为 constexpr

Question

我想实现一个模板函数，它在编译时为整数类型生成位掩码。这些掩码应基于 8 位模式，其中模式将连续重复以填充整数。以下示例完全符合我的要求，但在运行时:

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <cstring>

template<typename Int>
typename std::enable_if<std::is_integral<Int>::value, Int>::type
make_mask(unsigned char pattern) {
    Int output {};
    std::memset(&output, pattern, sizeof(Int));
    return output;
}

int main() {
    auto mask = make_mask<unsigned long>(0xf0);
    std::cout << "Bitmask: '" << std::hex << mask << "'" << std::endl;
}

上面代码的输出是:

Bitmask: 'f0f0f0f0f0f0f0f0'

我知道优化器可以消除上面代码中的整个函数调用，但我正在寻找 c++14 的 constexpr 解决方案并可选择使用 c++11 .

Answer 1

凭直觉，我会制作一个字节转发器:

template<class Int, int count, int byte>
struct byte_repeater;

template<class Int, int byte>
struct byte_repeater<Int, 1, byte> {
    static const Int value = byte;
};

template<class Int, int count, int byte>
struct byte_repeater {
    static const Int value = (byte_repeater<Int, count-1, byte>::value << CHAR_BIT) | byte;
};

易于使用的界面:

template<class Int, int mask> 
struct make_mask {
    static const Int value = byte_repeater<Int, sizeof(Int), mask>::value;
};

这适用于 C++03。甚至更老。 Compilation Here .

在较新版本的 C++ 中，可能有一些方法可以简化此操作。哎呀，即使在 C++03 中，它也可能会被简化。