C++14 constexpr static const std::array 初始化

Question

这要长得多，但现在我发现发生了什么，它没有帮助。

简短摘要:

1. 具有可变整数总和 < 64 的模板。
2. 我们想知道整数的数量 + 最后一个整数必须重复多少次才能达到 >= 64 的总和。
3. 我们希望以 constexpr const 静态数组 std::array 结束。

我在没有在类外声明静态成员的情况下遇到链接错误。在场时，Clang 正在发生段错误。

问题最终是我将函数定义为

<BitBranch, numberOfBranches> 

但是声明最终使用了 numberOfBranches 访问器方法

<BitBranch, branchCount()>

一个非常愚蠢的错误，但对我来说追踪起来并不明显。

我会将我的代码作为示例包含在内，以防有人觉得它有帮助。

使用 C++14:

/* Using -std=c++1y */

#include <array>
#include <cmath>

template
<class          BitBranch,
 uint64_t...    BitLengths>
class BitBranchTree
{

统计包中有多少位被显式参数覆盖

      template <typename ...Ints>
      constexpr static uint64_t countExplicitBits(
        uint64_t   bit_length,
        Ints...    bit_lengths ) 
      {
        return bit_length + countExplicitBits( bit_lengths... );
      }

      constexpr static uint64_t countExplicitBits( 
        uint64_t   bit_length ) 
      {
        return bit_length;
      }

计算有多少位需要额外的隐式参数

      constexpr
      static

      uint64_t

      calculateImplicitBranches()
      {
        uint64_t remaining_bits            = 64 - explicitBitCount;
        uint64_t final_explicit_bit_length = explicitBranchLengths[ explicitBranchCount - 1 ];
        uint64_t smaller_final_length      = remaining_bits % final_explicit_bit_length;
        uint64_t remaining_full_branches   = remaining_bits / final_explicit_bit_length;
        uint64_t implicit_branch_count     = smaller_final_length ? remaining_full_branches + 1
                                                                  : remaining_full_branches;

        return implicit_branch_count;
      }

初始化所需的最终阵列

      template <uint64_t... Indexes>
      constexpr static std::array<BitBranch, sizeof...(Indexes)>
      initializeBranches(
        std::integer_sequence<uint64_t, Indexes...> )
      {
        return { initializeBranch( Indexes )... };
      }

初始化最终数组的每个分支

      constexpr static BitBranch
      initializeBranch(
        uint64_t index )
      {
        uint64_t bit_length = ( index < explicitBranchCount )
                              ? explicitBranchLengths[ index ]
                              : explicitBranchLengths[ explicitBranchCount - 1 ];

        return BitBranch( bit_length );
      }

成员变量/初始化

      constexpr static const uint64_t
      explicitBranchCount = sizeof...(BitLengths);

      constexpr static const uint64_t
      explicitBitCount = countExplicitBits( BitLengths... );

      constexpr static const uint64_t
      explicitBranchLengths[ explicitBranchCount ] = { BitLengths... };

      constexpr static const uint64_t
      implicitBranchCount = calculateImplicitBranches();

      static const uint64_t
      numberOfBranches = explicitBranchCount + implicitBranchCount;

      constexpr static const std::array <BitBranch, numberOfBranches>
      branches = initializeBranches( std::make_integer_sequence <uint64_t, numberOfBranches>{} );
};

最后，类之外

    template
    <class          BitBranch,
     uint64_t...    BitLengths>

    constexpr
    const
    std::array
          <BitBranch,
           BitBranchTree<BitBranch, BitLengths...>::numberOfBranches>

    BitBranchTree<BitBranch, BitLengths...>::branches;

使用示例

typedef
BitBranchTree<BitBranchMock, 4, 16, 7, 8, 5, 2, 8, 12, 2>
CompleteSpecification; // Results in Branches: 4, 16, 7, 8, 5, 2, 8, 12, 2

typedef
BitBranchTree<BitBranchMock, 4, 16>
PartialSpecification;  // Results in Branches: 4, 16, 16, 16, 12

Answer 1

您需要将 BitBranchTree::branches 的定义与声明相匹配，如下所示

template
<class          BitBranch,
 uint64_t...    BitLengths>
constexpr const std::array <BitBranch, BitBranchTree<BitBranch, BitLengths...>::numberOfBranches>
BitBranchTree<BitBranch, BitLengths...>::branches;

您也可以更改声明以使用 branchCount()，重要的是它们是相同的。

大概是 clang 3.4 崩溃而不是由于编译器错误而给出错误，您的原始代码在 clang 3.5 上给出了以下错误

test.cpp:199:42: error: redefinition of 'branches' with a different type: 'array<[...], BitBranchTree<BitBranch, BitLengths...>::branchCount()>' vs
      'const array<[...], numberOfBranches>'
BitBranchTree<BitBranch, BitLengths...>::branches;
                                         ^
test.cpp:181:7: note: previous definition is here
      branches = initializeBranches( std::make_integer_sequence <uint64_t, numberOfBranches>{} );