为什么我不能在 constexpr lambda 函数中使用 std：：tuple

Why can't I use a std::tuple in a constexpr lambda function

本文关键字：std tuple 函数 不能 constexpr lambda 为什么      更新时间：2023-10-16

我有以下代码：

#include <string_view>
#include <array>
#include <tuple>
struct Variable
{
size_t index;
std::string_view name;
std::tuple<float, float> bounds;
};
constexpr std::array<Variable, 3> myarray = [](){
std::array<Variable, 3> res{};
std::array<std::string_view, 3> strings = {"myvar1", "myvar2", "myvar3"};
std::array<std::tuple<float, float>, 3> bounds = {{{0,1}, {1,2}, {2,3}}};
for (std::size_t i = 0; i != res.size(); ++i) {
res[i] = {i, strings[i], bounds[i]};
}
return res;
}();

但是由于std::tuple，此代码无法编译。我不能在 lambda 函数中使用std::tuple的原因是什么？

我正在使用

c++ -Wall -Winvalid-pch -Wnon-virtual-dtor -Wextra -Wpedantic -std=c++17 -g -o main.o -c main.cpp

以编译代码。

编译器的版本为：gcc version 7.4.0 (Ubuntu 7.4.0-1ubuntu1~18.04.1)

我得到的错误是：

../main.cpp:53:3: error: call to non-constexpr function ‘<lambda()>’
}();
^
../main.cpp:44:51: note: ‘<lambda()>’ is not usable as a constexpr function because:
constexpr std::array<Variable, num_vars> xrt = [](){
^
../main.cpp:51:39: error: call to non-constexpr function ‘Variable& Variable::operator=(Variable&&)’
res[i] = {i, strings[i], bounds[i]};
^
../main.cpp:16:8: note: ‘Variable& Variable::operator=(Variable&&)’ is not usable as a constexpr function because:
struct Variable
^~~~~~~~

tuple和pair都没有在 C++17 中分配 constexpr。

但即使是包含一对值的普通结构也可以完成这项工作。如果需要，您可能希望实现自己的 constexpr 兼容结构。您需要的没有绒毛的琐碎版本：

struct Couple {
float a, b;  
};
struct Variable
{
size_t index;
std::string_view name;
Couple bounds;
};
constexpr std::array<Variable, 3> myarray = [](){
std::array<Variable, 3> res{};
std::array<std::string_view, 3> strings = {"myvar1", "myvar2", "myvar3"};
std::array<Couple, 3> bounds = {{{0,1}, {1,2}, {2,3}}};
for (std::size_t i = 0; i != res.size(); ++i) {
res[i] = {i, strings[i], bounds[i]};
}
return res;
}();

可以按照将来标准使用tuple的方式排列代码

std::tuple的赋值运算符直到 C++20 才constexpr。如果避免使用赋值运算符并就地构造元组，则代码将编译：

constexpr std::array<Variable, 3> myarray = [](){
std::array<std::string_view, 3> strings = {"myvar1", "myvar2", "myvar3"};
std::array<std::tuple<float, float>, 3> bounds = {{{0,1}, {1,2}, {2,3}}};
std::array<Variable, 3> res { {
{0, strings[0], bounds[0]},
{1, strings[1], bounds[1]},
{2, strings[2], bounds[2]}
} };
return res;
}();

从 C++14 开始，std::tuple的构造函数是constexpr的(至少是那些不接受分配器的构造函数(，所以你可以使用其中一个来代替赋值运算符。

开始向类中添加constexpr构造函数

struct Variable
{
size_t index{};
std::string_view name{};
std::tuple<float, float> bounds{};
constexpr Variable(size_t i, std::string_view str)
: index{i}, name{str}, bounds{i, i + 1} {}
};

然后，您可以使用几个利用 std：：integer_sequence 的模板函数来构造数组。

template <class Element, std::size_t... I, typename... ArgsType>
constexpr auto make_array_with_indices_impl(std::index_sequence<I...>, ArgsType... args)
{
return std::array<Element, sizeof...(args)>{
Element(I, args)...
};    
}
template <class Element, typename... ArgsType>
constexpr auto make_array_with_indices(ArgsType... args)
{
return make_array_with_indices_impl<Element>(
std::index_sequence_for<ArgsType...>{}, args...
);
}

这是它们的用法示例。

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