了解如何在编译时计算总和答案

【问题标题】：Understand how to compute sum at compile time了解如何在编译时计算总和
【发布时间】：2013-09-11 15:42:20
【问题描述】：

我有这段代码，想了解一下：

template <unsigned...>
struct sum;

template<unsigned size>
struct sum<size>
{
    enum {value = size};
};

template<unsigned size, unsigned... sizes>
struct sum<size, sizes...>
{
    enum { value = size + sum<sizes...>::value }; 
};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    sum<1, 2>::value;
    return 0;
}

我不明白为什么必须存在未实现的总和（它需要无符号......就像最后一个结构特化，没有冲突吗？）以及如何使用模板部分中的相同参数来特化总和（e.g. sum<size, sizes...> 与 template <unsigned size, sizes...> 相同。为什么波纹管不起作用？

template<unsigned size>
struct sum
{
    enum {value = size};
};

template<unsigned size, unsigned... sizes>
struct sum
{
    enum { value = size + sum<sizes...>::value; }; 
};

【问题讨论】：

标签： c++ c++11 variadic-templates template-specialization template-meta-programming

【解决方案1】：

请注意，语法有点不同。声明主模板时：

template <unsigned...>
struct sum;

sum 后面没有给出模板参数。这是因为您正在创建一个全新的模板，并说它接受任意数量的无符号整数作为参数。

当你这样做时：

template<unsigned size, unsigned... sizes>
struct sum<size, sizes...>
{
    enum { value = size + sum<sizes...>::value }; 
};

您正在专门化您之前声明的模板。您是说，如果您的参数由一个无符号值后跟任意数量的其他无符号值组成，请使用此定义。这与主模板不完全相同。主模板包括具有零参数的可能性。

当您尝试这样做时：

template<unsigned size>
struct sum
{
    enum { value = size };
};

template<unsigned size, unsigned... sizes>
struct sum // OOPS! A template called `sum` has already been declared!
{
    enum { value = size + sum<sizes...>::value }; 
};

您正在尝试使用相同名称创建两个不同的类模板，这是不允许的。

请注意，这与函数模板的工作方式有些不同。使用函数模板，您可以进行重载，因此拥有多个同名的函数模板就可以了。但是，对于函数模板，您不能进行部分特化，因为这会产生很多歧义。

您可能认为主模板和特化之间存在歧义，但更特化的特化总是优先于不太特化的特化，并且主模板总是被认为是最不特化的。如果这不是真的，那么部分专业化将根本不起作用。

【讨论】：

是的，我现在明白了，关于命名部分。但是为什么第一个未实现的总和不会与最后一个相撞（模棱两可）？当用户调用 sum 时，它应该匹配未实现的和最后的特化
@Gmt：没错，但专业优先。我已经在我的回答中添加了一个注释。

【解决方案2】：

第一个声明：

template<unsigned int... Ns>
struct sum;

是前向声明：它将模板声明为具有可变数量的unsigned int 参数的模板。

第一个特化是元函数的基本情况，它适用于可变参数包只有一个参数的情况：

template<unsigned size>
struct sum<size>
{
    enum {value = size};
};

第二个特化是递归情况：它适用于可变参数包至少有一个参数的情况：

template<unsigned size, unsigned... sizes>
struct sum<size, sizes...>
{
    enum { value = size + sum<sizes...>::value }; 
};

我建议您在编写/学习模板元编程之前了解更多关于 C++ 模板机制（如实例化、模板专业化等）的信息。

【讨论】：

一个前向声明只是一个声明。没什么特别的，为什么要强调它呢？如果有的话，强调它是一个主要的类模板声明。
@Nawaz 我试图强调前向声明可以被视为元函数的声明，并且特化是递归元函数的情况。跨度>

【解决方案3】：

有了c++20的新特性，你可以这样解决问题：

用许多参数初始化struct：
```
template<int ...args> 
```

您的结果将是const auto。

static const auto value = (0 + ... + args);

auto关键字在c++17中定义，可以推断函数的返回类型。

代码：

#include <iostream>

template<int ...args>
struct sum
{
    static const auto value = (0 + ... + args);
};

int main(int argc, char *argv[])
{ 
    const auto res = sum<10, 20, 40, -5>();
    std::cout << "Result ";
    std::cout << res.value;
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

结果：

Result 65

【讨论】：