c++ - 在 C++ 中原则上不可能进行严格的模板评估吗？

Question

我想我理解模板是如何在 C++ 中惰性求值的，例如la 递归替换和扩展的最终简化。这通常会限制可用的递归深度。我想知道使用 C++11 中的新功能(例如可变参数模板或模板包)或使用某些 Boost 是否可以强制执行严格的模板评估。或者这在 C++ 中原则上是不可能的？

例如，考虑一个对所有整数值求和的模板 0..n :

template <int n>
struct sumAll { enum { value = n + sumAll<n-1>::value }; };

template <>
struct sumAll<0> { enum { value = 0 }; };

#include <iostream>
int main() { std::cout << sumAll<10000>::value << std::endl; }

在这里sumAll<10>::value将扩展为

sumAll<10>::value = 10 + sumAll<9>::value
                  = 10 + 9 + sumAll<8>::value
                  = 10 + 9 + 8 + sumAll<7>::value
                  = ...
                  = 10 + 9 + 8 + 7 + 6 + 5 + 4 + 3 + 2 + 1 + 0

只有在模板完全展开后才会执行最终求和。如果最终扩展变得太长(例如，在具有许多项的复杂序列扩展中)，编译器最终将耗尽空间来存储额外的项。

我的问题本质上是是否有一种方法可以更早地执行简化(如上面的求和)。

Answer 1

您自己决定递归深度。就像普通递归会导致堆栈溢出一样，模板递归也会。但这通常可以通过更好的递归算法来解决。平凡地:

template <int n>
struct sumAll { enum { value = n + n-1 + sumAll<n-2>::value }; };

template <>
struct sumAll<1> { enum { value = 0 }; };

template <>
struct sumAll<0> { enum { value = 0 }; };

更聪明:

template <int n>
struct sumAll { enum { value = (n*n+2)/2; };

当然，你可能会提示后者太傻了，真实的例子更复杂。但这不是全部问题吗？编译器无法神奇地为您消除这种复杂性。