在处理递归错误时非法使用显式模板参数

Question

我正在尝试实现 SHA256 哈希函数，以便在程序中使用一些编译时功能。预处理的一个步骤是在给定公式的情况下填充消息/输入数据。填充量自然必须是正整数。该算法依赖于块处理，每个块只能容纳这么多的数据，所以如果数据大于一个块，我们需要更多的块。我使用递归解决了这个问题，但这会引发 C1202 - 模板定义是递归的或超出了复杂性限制。

template <uint32_t DataLength, uint32_t ChunkSize, uint32_t Chunks>
int GetBitsToAppend() {
    static int BitsToAppend = ChunkSize*Chunks - DataLength - 1 - (ChunkSize / 8);
    return 0 > BitsToAppend ? GetBitsToAppend<DataLength, ChunkSize, Chunks+1>() : BitsToAppend;
}

我尝试通过添加显式模板定义来解决它，但这反而引发了一个新错误； C2768，非法使用显式模板参数。代码如下：

template<uint32_t DataLength, uint32_t ChunkSize>
int GetBitsToAppend<DataLength, ChunkSize, 1024>() {
    int BitsToAppend = ChunkSize*Chunks - DataLength - 1 (ChunkSize / 8)
}

如果我使用正常的循环函数，它会按预期工作，但是由于在编译时需要知道处理数组的长度，这会中断。例如：

int GetBitsToAppend(uint32_t DataLength, uint32_t ChunkSize, uint32_t Chunks) {
    static int BitsToAppend = ChunkSize * Chunks - DataLength - 1 - (ChunkSize>>3);
    return 0 > BitsToAppend ? GetBitsToAppend(DataLength, ChunkSize, Chunks+1) : BitsToAppend;
}

template <typename T, size_t OutputSize, size_t ByteSizeInput, size_t Rounds, size_t ChunkSize>
std::bitset<OutputSize> SHA(const T data) {

    // Pre-processing
    const uint32_t DataLength = ByteSizeInput << 3;
    const uint32_t BitsToAppend = GetBitsToAppend(DataLength, ChunkSize, 1); // Run-time calculation

    const uint32_t TargetSize = (DataLength + BitsToAppend + (ChunkSize>>3) + 1) / sizeof(uint32_t);
    std::array<uint32_t, TargetSize> ProcessArray; // Invalid template argument.
    
    // Copy data into ProcessArray and perform remaining preprocessing
//........

ChunkSize 是常量，由函数的模板参数给出，ByteSizeInput 也是如此。 ChunkSize>>3是指在预处理中附加的整数的大小，在SHA256/224中为64位，在SHA384/512中为128位。阿卡。相应的块大小除以八。

有谁知道如何解决这个问题？

Answer 1

在 C++17 及更高版本中，可以使用 if constexpr 修复此问题，如下所示：

template <uint32_t DataLength, uint32_t ChunkSize, uint32_t Chunks>
int GetBitsToAppend() {
    constexpr int BitsToAppend = ChunkSize*Chunks - DataLength - 1 - (ChunkSize / 8);
    if constexpr (0 > BitsToAppend)
        return GetBitsToAppend<DataLength, ChunkSize, Chunks+1>();
    else
        return BitsToAppend;
}

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Answer 2

除了先生好心提供的答案。桑德斯：

编译器不理解（根据我的经验）工作模板在简单地分配给变量时评估为 constexpr，从而导致一些进一步的错误。将 constepxr 添加到 GetBitsToAppend 以及 BitsToAppend 的函数签名和 sum 变量 TargetSize 可提供所需的结果：

template <uint32_t DataLength, uint32_t ChunkSize, uint32_t Chunks>
constexpr int GetBitsToAppend() {
    constexpr int BitsToAppend = ChunkSize * Chunks - DataLength - 1 - (ChunkSize/8);
    #pragma warning(suppress:4984) //Remove compatibility warning
    if constexpr (0 > BitsToAppend)
         return GetBitsToAppend<DataLength, ChunkSize, (Chunks+1)>();
    else
        return BitsToAppend;
}

template <typename T, size_t OutputSize, size_t ByteSizeInput, size_t Rounds, size_t ChunkSize>
std::bitset<OutputSize> SHA(const T data) {
    //Pre-processing
    constexpr uint32_t DataLength = ByteSizeInput << 3;
    constexpr uint32_t BitsToAppend = GetBitsToAppend<DataLength, ChunkSize, 1>();
    
    constexpr uint32_t TargetSize = (DataLength + BitsToAppend + (ChunkSize>>3)+1) / sizeof(uint32_t)
    std::array<uint32_t, TargetSize> ProcessArray; // Compiles!
//...