如何使用（类似于？）可变参数模板在 C++14 中编写位掩码

Question

我想写一个有效的方法来在一个字节（或任何其他类型）中写入 0 和 1。

例如，在 C 语言中我们可以这样写：

uint8_t x = 0x00;
x|= (1 << 2) | (1 << 4);

在第2位和第4位写1。（当然，你不用2和4，而是用宏来记住第2位和第4位的含义）。

我不喜欢这些方法，所以我写了下面的可变参数模板：

template<typename T>
T bitmask(T p0)
{
    return (1 << p0);
}

template<typename T, typename...Position>
T bitmask(T p0, Position... p1_n)
{
    return (1 << p0)|bit_mask(p1_n...);
}



template<typename T, typename... Position>
T& write_one(T& x, Position... pos0_n)
{
    x|= bit_mask(pos0_n...);

    return x;
}

这些工作正常。你可以这样写：

uint8_t x = 0x00;
write_one(x, 2, 4);

但我更喜欢另一种解决方案。我想写一些类似的东西：

write_one<uint8_t>(x, 2, 4); // if x is uint8_t
write_one<uint16_t>(x, 2, 4); // if x is uint16_t

write_one 的类型是 x 的类型（好吧，我知道你不需要写类型 uint8_t 和 uint16_t，我是为了清楚起见才写的）。其他参数始终是数字（实际上是 uint8_t）。

我怎样才能实现这些？

我想写如下代码：

template<typename T>
T bitmask(uint8_t p0)
{
    return (1 << p0);
}

template<typename T>
T bitmask(T p0, uint8_t... p1_n)
{
    return (1 << p0)|bit_mask<T>(p1_n...);
}

template<typename T>
T& write_one(T& x, uint8_t... pos0_n)
{
    x|= bit_mask<T>(pos0_n...);

    return x;
}

非常感谢。

Answer 1

这两种方法都产生完全相同的高度优化的汇编程序：

#include <utility>

template <int...bits, class Int>
constexpr auto set_bits_a(Int i)
{
    using expand = int[];
    void(expand{
        0,
        ((i |= (Int(1) << bits)),0)...
    });
    return i;
}

template <class Int, class...Bits>
constexpr auto set_bits_b(Int i, Bits...bits)
{
    using expand = int[];
    void(expand{
        0,
        ((i |= (Int(1) << bits)),0)...
    });
    return i;
}

int get_value();
volatile int x, y;

int main()
{
    x = set_bits_a<1, 3, 5>(get_value());
    y = set_bits_b(get_value(), 1, 3, 5);
}

输出：

main:
        sub     rsp, 8
        call    get_value()
        or      eax, 42                  ; <-- completely optimised
        mov     DWORD PTR x[rip], eax
        call    get_value()
        or      eax, 42                  ; <-- completely optimised
        mov     DWORD PTR y[rip], eax
        xor     eax, eax
        add     rsp, 8
        ret
y:
x:

https://godbolt.org/g/CeNRVw