用 constexpr 迭代

Question

我想写这样的东西：

template<int i> void f() {}

for (constexpr int i : {1,2,3})
{
    f<i>();
}

是否可以在 constexpr 上进行迭代？

谢谢

Answer 1

正如您可能理解的那样，您不能这样做：

for (constexpr int i : {1,2,3})
{
    f<i>();
}

因为，如果i 在一个循环中从 1 变为 3，那么它就是一个 变量 并且 不是编译时常量。并且变量不能是模板参数， 如f<i>：只有编译时常量可以是模板参数。

在 C++11 及更高版本中，感谢variadic templates， 您可以有效地迭代编译时常量的任意序列 通过使用接受合适的任意序列的模板函数的编译时递归 模板参数。

如果您还不知道该怎么做，那对您来说几乎没有任何意义。 这是一个 C++11 示例，可以满足您的要求：

#include <type_traits>
#include <iostream>

template<int i> void f()
{
    std::cout << i << '\n';
}

// This overload is chosen when there is only 1 template argument.
template<int First, int ...Rest>
typename std::enable_if<sizeof...(Rest) == 0>::type
for_each_f()
{
    f<First>();
}

// This overload is chosen when there is > 1 template argument.
template<int First, int ...Rest>
typename std::enable_if<sizeof...(Rest) != 0>::type
for_each_f()
{
    f<First>();
    for_each_f<Rest...>();
}

int main()
{
    for_each_f<2,3,5,7,11>();
    return 0;
}

See it live

除了可变参数模板，这种技术依赖于非常重要的 C++ 元编程 SFINAE 的原理和std::enable_if 的原理， 这是标准 C++ 库提供的用于利用 SFINAE 的工具。

101010 的回答展示了一种更复杂、更强大的风格 在 C++14 中可用的解决方案（并且很容易在 C++11 中实现） 如果你写一些支持样板文件）。

Answer 2

不，您不能在编译时使用 for 循环进行迭代。 C++中的for控制结构用于运行时控制流。

但是，您可以使用其他编译时工具。例如，在 C++ 14 中，您可以通过以下方式实现您想要的：

1. 定义一个模板包装类来调用你的函数。

   template<int i>
   struct wrapper {
     void operator()() const { f<i>(); }
   };
   

2. 使用std::index_sequence 生成编译时索引。

   template<template<int> class W, std::size_t... I>
   void caller_impl(std::index_sequence<I...>) {
     int t[] = { 0, ((void)W<I>()(), 1)... };
     (void) t;
   }  
   
   template<template<int> class W, std::size_t N, typename Indices = std::make_index_sequence<N>>
   void call_times() {
     caller_impl<W>(Indices());
   }
   

3. 然后调用为

   int main() {
     call_times<wrapper, 42>();
   }
   

   Live Demo

如果 C++14 不是一个选项，您可以查看 here 了解如何实现 std::index_sequence 自己。