c++ - 在编译时使用给定函数初始化普通二维数组

Question

我想创建一个由一些已知函数填充的二维数组，没有运行时开销。

举个例子，假设一个函数f(x, y) = 10 * y + x , 让x在 {1, 2, 3}和 y在 {4, 5, 6} .我想创建一个包含内容的二维数组

41 42 43
51 52 53
61 62 63

现在，最简单的方法就是直接在我的源代码中对值进行硬编码。它确实适合我的任务，所以这个问题只是出于好奇。

我想创建一个 metafunc 和一个拥有某种黑魔法的结构，这允许我从 x 的给定值集中定义一个数组。和 y .像这样:

template<int X> struct Func {
  template<int Y> struct over {
    static const int value = 10 * Y + X;  // f(x, y)
  };
};

template<int... args1> struct Rows {
  template<int... args2> struct Cols {
    static const int data[sizeof...(args1)][sizeof...(args2)];
  };
};

template<int... args1>
template<int... args2>
const int Rows<args1...>::Cols<args2...>::data[sizeof...(args1)][sizeof...(args2)] = {
  { Func<args1>::over<args2>::value... }  // This does not do what I want :(
                                          // Need some black magic here
};

// Here is my precious table
const auto& table = Rows<1, 2, 3>::Cols<4, 5, 6>::data;

如果我从表中打印值，我有这个:

41 52 63
 0  0  0
 0  0  0

我明白发生了什么，术语Func<args1>::over<args2>::value里面有两个参数包，args1和 args2 , 所以应用 ...在上面同时扩展它们，我只有 3 个成员而不是 9 个。

如果你已经走到这一步，你就已经明白我想要什么了。所以问题是，我该怎么做？如何将省略号分别应用于两个参数包，以便我可以在初始化程序中使用笛卡尔组合？或者也许还有其他一些方法可以做到这一点？

我知道 this answer和 that answer .他们使用 std::array而不是普通数组，所以他们首先构造一维数组，然后用一些一维数组初始化二维数组。但如果我理解正确的话，这个初始化必须在运行时完成。我想避免这种情况。不过，我对std::array没有异议。 .我想如果使用合适的编译器，它们和普通数组一样快。

顺便说一句，这是我的possible solution使用广义 constexpr来自 C++14 和一个关于它的问题。关于如何使用 constexpr 解决任务的任何想法来自 C++11 的也欢迎。

Answer 1

我找到的唯一方法是用逗号分隔参数包，然后展开其中一个，然后从外面展开另一个:

#include <array>
#include <utility>

using namespace std;

template<class T, T Y, T... Xs>
constexpr array<T, sizeof...(Xs)> a1{10*Y+Xs...};

template<class T, T... Xs, T... Ys>
constexpr auto a2(integer_sequence<T, Xs...>, integer_sequence<T, Ys...>) {
    return array<array<T, sizeof...(Xs)>, sizeof...(Ys)>{a1<T, Ys, Xs...>...};
}

array<array<int, 3>, 3> table(a2(
    integer_sequence<int, 1, 2, 3>(),
    integer_sequence<int, 4, 5, 6>()
));

汇编结果是这样的:

table:
        .long   41
        .long   42
        .long   43
        .long   51
        .long   52
        .long   53
        .long   61
        .long   62
        .long   63

Code in Compiler Explorer