c++ - 为什么我必须特化递归模板变量？

Question

所以我在这里写了一个答案:https://stackoverflow.com/a/56569397/2642059努力计算log2在编译时像这样:

template <unsigned int x>
constexpr enable_if_t<x != 0U, int> log2 = 1 + log2<x / 2U>;

template <>
constexpr int log2<1U> = 0;

这很好用，但我觉得我不应该专攻:

template <unsigned int x>
constexpr enable_if_t<x != 0U, int> log2 = x < 4U ? 1 : 1 + log2<x / 2U>;

但是这个gives me the error :

In substitution of template<bool _Cond, class _Tp> using enable_if_t = typename std::enable_if::type [with bool _Cond = (0u != 0u); _Tp = int]:
prog.cpp:7:61: recursively required from constexpr std::enable_if_t<true, int> log2<4u>
prog.cpp:7:61: required from constexpr std::enable_if_t<true, int> log2<8u>
prog.cpp:10:11: required from here /usr/include/c++/6/type_traits:2523:61: error: no type named type in struct std::enable_if<false, int>

有什么方法可以防止编译器将递归展开得太远吗？

Answer 1

您使用递归来计算 log2。我们生活中的每一个递归操作都需要叶子案例。

在递归叶函数的情况下，叶案例可以提供非递归返回。但是，对于模板变量，提供叶子案例的唯一方法是专门化，根本没有其他方法。

我相信，您可以使用 constexpr 函数而不使用 TMP 来实现完全相同的目标:

#include <type_traits>

constexpr int log2(int arg) {
    if (arg == 0) return 0;
    if (arg == 1) return 0;
    return 1 + log2(arg / 2u);
}

constexpr std::integral_constant<int, log2(16)> z; // z.value == 4

这适用于运行时和编译时参数，通常应优先于纯 TMP 解决方案，但出于教育目的除外。

出于教育或其他未公开的目的，您可以像这样使用独占编译时间:

#include <type_traits>

template<int arg>
constexpr int log2(std::integral_constant<int, arg> ) {
    static_assert(arg > 0, "Bad arg to log2!");
    if constexpr (arg == 1) {
        return 0;
    } else {
        return 1 + log2(std::integral_constant<int, arg / 2> {});
    }
}

int k = log2(std::integral_constant<int, 16>{});