什么是 C++17 中的 constexpr 容器？

Question

我想创建一个具有std::map 之类的方法的类，但它应该在编译时进行排序。哪些constexpr 容器适合存储键template<class K> 和值template<class V>？

std::vector 不符合这些要求。

UPD：我们发现std::array 有很多 constexpr 方法。我的问题使用std::array<std::pair<K, V> > 就足够了。 但问题仍然存在。

Answer 1

大多数 C++ 标准库容器不能用作 constexpr。 AFAIK 只有 std::bitset 和 std::array（任意长度）的前 64 位是可填充的编译时间。

在程序本身准备好之前，不要专注于此类性能优化。在 C++11 中使用可变参数模板函数填充大的 std::array 编译时间并不难。

如何使用可变参数模板填充 4 个整数数组（每个代表 6 种颜色之一）编译时间的示例：

constexpr int ColorCount = 6;
constexpr int PositionCount = 4;

using Positions = std::array<int, PositionCount>;

template <int N>
struct PositionsFiller
{
    template <typename T, typename ...Tn>
    static constexpr Positions fill(T packed, Tn ...rest)
    {
        return PositionsFiller<N - 1>::fill(packed / ColorCount, packed % ColorCount, rest...);
    }
};

template <>
struct PositionsFiller<1>
{
    template <typename T, typename ...Tn>
    static constexpr Positions fill(T last, Tn ...rest)
    {
        return Positions{last, rest...};
    }
};

constexpr Positions pos666(PositionsFiller<PositionCount>::fill(666));

在 C++17 中，同样可以通过简单的循环来完成，因为对 constexpr 的要求很宽松，并且不需要可变参数模板：

constexpr int ColorCount = 6;
constexpr int PositionCount = 4;

using Positions = std::array<int, PositionCount>;

static constexpr Positions fillPositions(int packed)
{
    Positions ret{};
    for (Positions::size_type i = ret.size(); i > 0; --i)
    {
        ret[i-1] = packed % ColorCount;
        packed /= ColorCount;
    }
    return ret;
}

constexpr Positions pos666(fillPositions(666));

请注意，编译时进行复杂的准备工作会减慢编译速度。当模块仍在开发中时，这可能很烦人。更好的是在程序开始时填充通常的可变数组，然后用编译时填充等优化替换它。