c++ - 用于constexpr函数中的constexpr

Question

我正在编写constexpr函数，需要使用constexpr。可以手动手动扩展该循环，但是我发现代码很丑陋且多余。

如何制作“constexpr for”？

我应该参加辅助类(class)吗？如果是这样，我将如何写这样的东西:

#define for_constexpr( TYPE, VAR, START, CONDITION, END_OP, BODY ) \
    for_constexpr_helper< \
        TYPE, START, // TYPE START = 0; \
        [ ]( TYPE VAR ) constexpr { return CONDITION; }, \
        [ ] constexpr { END_OP; }, \
        [ & ]( TYPE VAR ) constexpr { BODY; } >( )

用法就像

int x = 0;
for_constexpr( int, i, 0, i < 3, ++i, x += i * 2 );

更具体地说，如何在constexpr上下文(例如模板参数)中使用 i？

我有什么选择？

示例代码:

auto ret = 0;
for ( int i = 0; i < 3; ++i )
{
    static_assert( i != 4 ); // just an example
    ret += i;
}
return ret;

这不能是constexpr。丑陋的例子:

auto ret = 0;
ret += 1;
ret += 2;
ret += 3;
return ret; // works

Answer 1

我不会使用宏来做到这一点。如果您可以通过“传递”循环变量很好

template <std::size_t i>
struct foo{
    constexpr void operator()() {
        static_assert(i != 3);
    }
};

就是将静态循环的主体放在 operator()内，则可以使用以下代码:

template<template <std::size_t> class F, std::size_t... I>
auto static_for_impl(std::index_sequence<I...>)
{
    (F<I>()(),...);
}


template<std::size_t N,template <std::size_t> class F,typename Indices = std::make_index_sequence<N>>
constexpr void static_for(){
    static_for_impl<F>(Indices{});
}

用法:

int main() {    
    static_for<5,foo>();    
}

Live Example

另外，您也可以使用 std::integral_constant<std::size_t, N>作为参数，这样它就可以与lambdas一起使用，并且不需要编写类模板(贷记到@Artyer):

#include <cstddef>
#include <utility>

template<typename F, std::size_t... I>
auto static_for_impl(F&& f, std::index_sequence<I...>) {
    (static_cast<void>(f(std::integral_constant<std::size_t, I>{})), ...);
}

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

int main() {
    static_for<5>([](auto i) {
        static_assert(i != 5);
    });
}

Live Example

在C++ 20中，您可以使用模板lambda(贷记到@ Jarod42):

#include <functional>
#include <utility>

template<std::size_t N, typename F>
constexpr void static_for(F&& f) {
    [&f]<std::size_t...Is>(std::index_sequence<Is...>){
        (static_cast<void>(f(std::integral_constant<std::size_t, Is>{})), ...);
     }(std::make_index_sequence<N>{});
}

int main() {
    static_for<5>([](auto i) {
        static_assert(i != 5);
    });
}

Live Example