c++ - 在编译时以算法方式初始化 std::array

Question

考虑:

static constexpr unsigned num_points{ 7810 };
std::array< double, num_points > axis;

for (int i = 0; i < num_points; ++i)
{
    axis[i] = 180 + 0.1 * i;
}

axis 是一个类范围的常量。我想避免像任何其他全局变量一样初始化它。可以在编译时完成吗？

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这是最后一个类:

// https://www.nist.gov/pml/atomic-spectroscopy-compendium-basic-ideas-notation-data-and-formulas/atomic-spectroscopy
// https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database
struct Spectrum
{
    static constexpr unsigned _num_points{ 7810 };
    using Axis = std::array< double, _num_points >;

    static constexpr Axis _x{ [] ()            // wavelength, nm
        {
            Axis a {};
            for( unsigned i = 0; i < _num_points; ++i )
            {
                a[ i ] = 180 + 0.1 * i;
            }
            return a;
        } () };
    Axis _y {};                                // radiance, W·sr−1·m−2
};

代码和变量的混合是难看的，但至少公式就在读者的眼前。任何其他解决方案都需要大量输入才能获得类内定义的常量和类型。

或者如果我改变主意，我可以在运行时简单地返回 lambda。

Answer 1

为了完整起见，这里的版本不需要定义函数，而是使用 lambda。 C++17 引入了在常量表达式中使用 lambda 的能力，因此您可以声明数组 constexpr 并使用 lambda 对其进行初始化:

static constexpr auto axis = [] {
    std::array<double, num_points> a{};
    for (int i = 0; i < num_points; ++i) {
        a[i] = 180 + 0.1 * i;
    }
    return a;
}();

(请注意最后一行中的 ()，它会立即调用 lambda。)

如果您不喜欢 axis 声明中的 auto，因为它使读取实际类型变得更加困难，但您不想重复该类型在 lambda 中，您可以改为:

static constexpr std::array<double, num_points> axis = [] {
    auto a = decltype(axis){};
    for (int i = 0; i < num_points; ++i) {
        a[i] = 180 + 0.1 * i;
    }
    return a;
}();