c++ - constexpr 上的模板元编程示例？

Question

是否有任何示例表明模板元编程比新的 constexpr 更好用？据我了解，constexpr 和模板元编程都有相似的目的，但模板元编程并没有过时。所以必须有一些例子，其中模板元编程比 constexpr 更受欢迎。任何对此的共同想法将不胜感激，谢谢!

Answer 1

constexpr以真正的 C++ 函数形式提供对编译时计算的真正支持，而不是类似函数式的基于模板的构造(元函数)。因此，部分答案是是 constexpr 在编译时计算方面胜过tmp，至少在它的语法上对于没有使用fp 的习惯C++ 的人来说是这样。请注意，我忽略了对编译器性能等的担忧。

另一方面，tmp 在 C++ 中进行类型计算仍然很重要，而且实际上是唯一的方法。有改进可怕的 tmp 语法的新方法，例如 Boost.Hana 对模板变量所做的。但尽管有语法，它仍然是一种与“普通”C++ 分开的功能元语言。

关于类型计算

从您可能要求 C++ 编译器完成的两个常见任务(除了编译)，使用类型系统根据您的要求按需生成新类型是 constexpr 无法实现的，仅仅是因为这不是 constexpr 应该做的/设计来做。

有趣的是模板也不应该进行编译时计算。甚至是元编程。它们被设计为通用编程的 C++ 特性。但你知道这个故事，90 年代中期“Whoaaa C++ 模板图灵完整!”，表达式模板和 blitz++ 后来，然后是 Alexandrescu 和他的 Loki。现在我们有 <type_traits>和一个认真的提议with a full fledged metaprogramming library inside .

考虑这个例子(不是我的，取自 Eric Niebler "challenge" ):编写一个实用程序，为您提供一组类型之间的公共(public)类型:

namespace m = ranges::meta; 
namespace ml = ranges::meta::lazy; 

template<typename T, typename U> 
using builtin_common_t = 
    decltype(true? std::declval<T>() : std::declval<U>()); 
template<typename T, typename U> 
using lazy_builtin_common_t = 
    m::defer<builtin_common_t, T, U>; 

template<typename...Ts> 
struct common_type 
{}; 

template<typename ...Ts> 
using common_type_t = m::eval<common_type<Ts...>>; 

template<typename T> 
struct common_type<T> 
  : std::decay<T> 
{}; 

template<typename T, typename U> 
struct common_type<T, U> 
  : m::if_c< 
        ( std::is_same<decay_t<T>, T>::value && 
          std::is_same<decay_t<U>, U>::value ), 
        ml::let<lazy_builtin_common_t<T, U>>, 
        common_type<decay_t<T>, decay_t<U>>> 
{}; 

template<typename T, typename U, typename... Vs> 
struct common_type<T, U, Vs...> 
  : ml::let<ml::fold<m::list<U, Vs...>, T, m::quote<common_type_t>>> 
{}; 

如您所见，这个问题是关于类型的。 constexpr 不应该做的事情。

关于挑战，Eric 让 Louis Dionne(Boost.Hana 作者)和我写下 common_type<Ts...>使用我们的图书馆。上面的代码是 Eric 使用他的 Meta 库实现的。真诚地，我无法击败 Louis 的弃牌 + 也许是 monad 解决方案:)