假设我们有这样的代码。它运行良好,可以预先计算前 5 个斐波纳契数。
#include <iostream>
template <int T>
struct fib;
template <>
struct fib<0>{
constexpr static int value = 1;
};
template <>
struct fib<1>{
constexpr static int value = 1;
};
template <int I>
struct fib{
constexpr static int value = fib<I - 1>::value + fib<I - 2>::value;
};
int main(){
std::cout << fib<0>::value << std::endl;
std::cout << fib<1>::value << std::endl;
std::cout << fib<2>::value << std::endl;
std::cout << fib<3>::value << std::endl;
std::cout << fib<4>::value << std::endl;
std::cout << fib<5>::value << std::endl;
}
但是它有一个“小”问题。
如果我们需要将其用于编译时未知的值怎么办?
对于少数值,我们可以这样做:
const int max = 5;
int getData(){
return 5; // return value between 0 and max.
}
int something(){
switch(getData()){
case 0: return fib<0>::value;
case 1: return fib<1>::value;
case 2: return fib<2>::value;
case 3: return fib<3>::value;
case 4: return fib<4>::value;
case 5: return fib<5>::value;
}
}
这适用于 5 个值,但如果我们有 150 或 300 个呢?
改300行的代码真的不是很认真...
这里的解决方法是什么?
最佳答案
如果您需要在运行时使用编译时未知的值,则无法在编译时计算它。显而易见。
但是...如果您可以将最高值强加给所需的值,则可以在编译时计算所有 值(从零到最高)并将它们存储在std::array
中。 .
在下面的例子中我修改了你的fib
结构(使用 std::size_t
索引和模板类型(默认为 unsigned long
)作为值)并且我添加了一个模板化的 struct fibVals
包含 std::array
使用 fib<n>::value
初始化
以下main()
表明可以定义 constexpr fibvals<N>
(在示例中使用 N == 20
)计算(在编译时)所有 fib<n>
[0,N[.
#include <array>
#include <utility>
#include <iostream>
template <std::size_t, typename T = unsigned long>
struct fib;
template <typename T>
struct fib<0U, T>
{ constexpr static T value { T(1) }; };
template <typename T>
struct fib<1U, T>
{ constexpr static T value { T(1) }; };
template <std::size_t I, typename T>
struct fib
{ constexpr static T value { fib<I-1U>::value + fib<I-2U>::value }; };
template <std::size_t I, typename T = unsigned long>
struct fibVals
{
const std::array<T, I> vals;
template <std::size_t ... Is>
constexpr fibVals ( std::index_sequence<Is...> const & )
: vals { { fib<Is, T>::value ... } }
{ }
constexpr fibVals () : fibVals { std::make_index_sequence<I> { } }
{ }
};
int main()
{
constexpr fibVals<20> fv;
for ( auto ui = 0U ; ui < fv.vals.size() ; ++ui )
std::cout << "fib(" << ui << ") = " << fv.vals[ui] << std::endl;
}
不幸的是这个例子使用了std::make_index_sequence<I>
和 std::index_sequence<Is...>
这是 C++14 的特性。
如果你想实现struct fibVals
在 C++11 中,您可以实现以下结构 struct indexSeq
和 struct indexSeqHelper
, 替代 std::index_sequence<Is...>
和 std::make_index_sequence<I>
template <std::size_t ...>
struct indexSeq
{ };
template <std::size_t N, std::size_t ... Next>
struct indexSeqHelper
{ using type = typename indexSeqHelper<N-1U, N-1U, Next ... >::type; };
template <std::size_t ... Next >
struct indexSeqHelper<0U, Next ... >
{ using type = indexSeq<Next ... >; };
并实现fibVals
构造函数如下
template <std::size_t ... Is>
constexpr fibVals ( indexSeq<Is...> const & )
: vals { { fib<Is, T>::value ... } }
{ }
constexpr fibVals () : fibVals { typename indexSeqHelper<I>::type { } }
{ }
关于c++ - 使用模板元编程计算数据编译时间,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/39414474/