c# - 如何在编译时驱动 C#、C++ 或 Java 编译器计算 1+2+3+...+1000？

Question

在最近的一次采访中，我被问到一个非常奇怪的问题。面试官问我如何仅使用编译器功能计算 1+2+3+...+1000。这意味着我不能编写程序并执行它，但我应该只编写一个程序，它可以驱动编译器在编译时计算这个总和，并在编译完成时打印结果。作为提示，他告诉我我可以使用编译器的泛型和预处理器特性。可以使用 C++、C# 或 Java 编译器。有什么想法？？？

这个问题与在没有任何循环 asked here 的情况下计算总和无关。此外，需要注意的是，总和应该在编译期间计算。使用 C++ 编译器指令仅打印结果是 Not Acceptable 。

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阅读有关已发布答案的更多信息，我发现使用 C++ 模板在编译期间解决问题称为元编程。这是 Erwin Unruh 博士在标准化 C++ 语言的过程中偶然发现的一种技术。您可以在 wiki page of meta-programming 上阅读有关此主题的更多信息。 似乎可以使用 Java 注释在 Java 中编写程序。您可以看看下面的 maress's 答案。

this one 是一本关于 C++ 元编程的好书。有兴趣的值得一看。

Boost 的 MPL this link 是一个有用的 C++ 元编程库。

Answer 1

更新现在提高了递归深度!适用于 MSVC10 和 GCC，无需增加深度。 :)

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简单的编译时递归+加法:

template<unsigned Cur, unsigned Goal>
struct adder{
  static unsigned const sub_goal = (Cur + Goal) / 2;
  static unsigned const tmp = adder<Cur, sub_goal>::value;
  static unsigned const value = tmp + adder<sub_goal+1, Goal>::value;
};

template<unsigned Goal>
struct adder<Goal, Goal>{
  static unsigned const value = Goal;
};

测试代码:

template<unsigned Start>
struct sum_from{
  template<unsigned Goal>
  struct to{
    template<unsigned N>
    struct equals;

    typedef equals<adder<Start, Goal>::value> result;
  };
};

int main(){
  sum_from<1>::to<1000>::result();
}

GCC 的输出:

error: declaration of ‘struct sum_from<1u>::to<1000u>::equals<500500u>’

Live example on Ideone .

MSVC10 的输出:

error C2514: 'sum_from<Start>::to<Goal>::equals<Result>' : class has no constructors
      with
      [
          Start=1,
          Goal=1000,
          Result=500500
      ]