c++ - 为什么 for-loop 不是编译时表达式并且扩展的 constexpr 允许在 constexpr 函数中进行循环

Question

我是这样写代码的

#include <iostream>
using namespace std;
constexpr int getsum(int to){
    int s = 0;
    for(int i = 0; i < to; i++){
        s += i;
    }
    return s;
}
int main() {
    constexpr int s = getsum(10);
    cout << s << endl;
    return 0;
}

我知道它之所以有效是因为 extended constexpr .然而在这个问题why-isnt-a-for-loop-a-compile-time-expression ，作者给出了他的代码如下:

#include <iostream>
#include <tuple>
#include <utility>

constexpr auto multiple_return_values()
{
    return std::make_tuple(3, 3.14, "pi");
}

template <typename T>
constexpr void foo(T t)
{
    for (auto i = 0u; i < std::tuple_size<T>::value; ++i)
    {
        std::get<i>(t);
    }    
}

int main()
{
    constexpr auto ret = multiple_return_values();
    foo(ret);
}

它不能通过GCC5.1 编译，但是在替换std::get<i>(t); 之后对于没有指定模板参数的东西，他的代码确实有效。在阅读了这个问题下的答案后，我发现他们的主要观点是 constexpr for给编译器带来麻烦，因此在运行时使用 for-loop。所以这让我感到困惑，一方面，for-loop在运行时，另一方面，循环在 constexpr 中函数，所以它必须在编译时计算，所以似乎有矛盾。我只是想知道我在哪里犯了错误。

Answer 1

您的函数需要在运行时和编译时都有效。所以你的 Variant i 可以看作是一个运行时变量。如果函数在编译时执行，则变量 i 是编译器运行时的一部分。因此，constexpr 函数中的 int 与非 constexpr 函数中的 int 遵循相同的规则。

你可以做的是创建你自己的 constexpr for 循环:

template<typename F, std::size_t... S>
constexpr void static_for(F&& function, std::index_sequence<S...>) {
    int unpack[] = {0,
        void(function(std::integral_constant<std::size_t, S>{})), 0)...
    };

    (void) unpack;
}

template<std::size_t iterations, typename F>
constexpr void static_for(F&& function) {
    static_for(std::forward<F>(function), std::make_index_sequence<iterations>());
}

然后，您可以像这样使用您的 static_for:

static_for<std::tuple_size<T>::value>([&](auto index) {
    std::get<index>(t);
});

---

请注意，在 C++17 之前，lambda 函数不能用在 constexpr 函数中，因此您可以改为使用自己的仿函数:

template<typename T>
struct Iteration {
    T& tuple;

    constexpr Iteration(T& t) : tuple{t} {}

    template<typename I>
    constexpr void operator() (I index) const {
        std::get<index>(tuple);
    }
};

现在您可以像这样使用 static_for:

static_for<std::tuple_size<T>::value>(Iteration{t});