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Vorlagen-Meta-Programmierung

Kann mir jemand erklären, warum die erste Meta-Programmiermethode für Vorlagen in die Endlosschleife geht, die zweite jedoch korrekt ausgeführt wird.

#include <iostream>
using namespace std;

template<int N, int M>
struct commondivs {                                              
  static const int val = (N<M) ? commondivs<N,(M-N)>::val : commondivs<(N-M),M>::val;
};

template<int N>
struct commondivs<N,N> {
  static const int val = N;
};


int commondiv(int N, int M){
    if(N==M){
        return N;
    }   
    return (N<M)?commondiv(N,(M-N)):commondiv((N-M),M);     
}

int main() {

    cout << commondivs<9,6>::val << endl;
    cout << commondiv(9,6) << endl;
    return 0;
}
38
Exxul
(N<M) ? commondivs<N,(M-N)>::val : commondivs<(N-M),M>::val

Diese Zeile bewirkt die Instanziierung von commondivs<N,(M-N)>::val und commondivs<(N-M),M>::val, selbst wenn die Bedingung zur Kompilierungszeit bekannt ist und einer der Zweige niemals genommen wird.

Ersetzen Sie ? : Durch std::conditional_t, Für die diese Einschränkung nicht gilt:

static const int val = std::conditional_t<N < M, commondivs<N,(M-N)>, commondivs<(N-M),M>>::val;
44
HolyBlackCat

Das Problem ist, dass alle Operanden des bedingten Operators ausgewertet werden, sodass sowohl commondivs<N,(M-N)> als auch commondivs<(N-M),M> instanziiert werden und ihre val ausgewertet werden und dann zu einer rekursiven Vorlageninstanziierung führen.

Sie können constexpr if anwenden und in eine constexprstatic Member-Funktion einfügen.

Wenn der Wert true ist, wird die Anweisung-false verworfen (falls vorhanden), andernfalls wird die Anweisung-true verworfen.

template<int N, int M>
struct commondivs {                                              
  constexpr static int get_val() {
    if constexpr (N<M) return commondivs<N,(M-N)>::val; // if true, the else part won't be evaluated
    else return commondivs<(N-M),M>::val;               // vice versa
  }
  static const int val = get_val();
};

LIVE

15
songyuanyao

Der ternäre Operator ist nicht wie if constexpr: Wenn ein Compiler ihn sieht, muss er Code für beide Zweige generieren. Mit anderen Worten, um eine Vorlage commondivs<M, N> Zu instanziieren, instanziiert ein Compiler beide Vorlagen commondivs<N, M - N> Und commondivs<N - M, M>.

Im Gegensatz dazu werden commondiv(N, M - N) und commondiv(N - M, M) in zwei Funktionsaufrufe übersetzt. Welche genommen wird, wird entschieden, wann die Funktion tatsächlich aufgerufen wird.

Ergänzung.

HolyBlackCat gab eine Lösung mit std::conditional_t. Hier ist noch einer:

template<int N, int M>
struct commondivs {                                              
    static constexpr int min = (N < M) ? N : M;
    static constexpr int max = (N < M) ? M : N;
    static constexpr int val = commondivs<min, max - min>::val;
};

template<int N>
struct commondivs<N, N> {
    static constexpr int val = N;
};
8
Evg

Sie erhalten eine unendliche Rekursion, weil:

static const int val = (N<M) ? commondivs<N,(M-N)>::val : commondivs<(N-M),M>::val;

ist überhaupt keine Metatemplate-Programmierung, weil ?:, wie @Eng sagt, ist nicht constexpr.

Sie möchten sich die Antwort von @ HolyBlackCat ansehen.

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Paul Evans