递归变量模板

Question

我尝试像使用其他模板一样使用变量模板，例如：我们已经知道如何使用带有template objects wrapping a static value or a enum value 的元编程来计算Fibonacci number 或power of a number。

所以，我做的第一件事是尝试专门化一个模板变量，它按预期工作：

template <std::size_t VALUE> std::size_t value       = VALUE;
template <>                  std::size_t value<666u> = 1u;

std::cout << value<0u> << '\n';   // "0" as expected
std::cout << value<1u> << '\n';   // "1" as expected
std::cout << value<2u> << '\n';   // "2" as expected
std::cout << value<666u> << '\n'; // "1" as expected!!

知道变量模板特化是可能的，我尝试做一个变量模板斐波那契数：

template <std::size_t ITERATION>
std::size_t fibonacci = fibonacci<ITERATION - 1u> + fibonacci<ITERATION - 2u>;
template <> std::size_t fibonacci<1u> = 1u;
template <> std::size_t fibonacci<0u> = 0u;

int main()
{
    std::cout << fibonacci<5> << '\n'; // "8" expected;
    return 0;
}

我从Wandbox 得到的错误如下：

error: expected primary-expression before ';' token
template <std::size_t ITERATION> std::size_t fibonacci = fibonacci<ITERATION - 1u> + fibonacci<ITERATION - 2u>;
                                                                                                              ^

我不知道自己做错了什么，也不理解错误。我猜这个错误可能与我已经在使用它时尚未定义变量模板这一事实有关，所以我想知道是否有可能使用变量模板实现我的目标。

有什么提示吗？

非常感谢。

Answer 1

我的猜测是编译器还没有正确实现变量模板。例如，clang 3.7.0 编译您的代码，但（带有一个小错误修复：fibonacci<0u> = 1u）输出0 而不是8 的fibonacci<5>。

但是，如果我们这样做了

std::cout << fibonacci<0> << '\n'; // "1" expected;
std::cout << fibonacci<1> << '\n'; // "1" expected;
std::cout << fibonacci<2> << '\n'; // "2" expected;
std::cout << fibonacci<3> << '\n'; // "3" expected;
std::cout << fibonacci<4> << '\n'; // "5" expected;
std::cout << fibonacci<5> << '\n'; // "8" expected;

然后我们得到预期的结果。奇怪！

更新由于函数模板比​​变量模板更成熟，下面是一个变通方法：

template <std::size_t ITERATION>
constexpr std::size_t get_fibonacci()
{
    return get_fibonacci<ITERATION - 1u>() + get_fibonacci<ITERATION - 2u>();
}

template <>
constexpr std::size_t get_fibonacci<0u>() {
    return 1u;
}

template <>
constexpr std::size_t get_fibonacci<1u>() {
    return 1u;
}

template <std::size_t ITERATION>
std::size_t fibonacci = get_fibonacci<ITERATION>();