C++17中函数模板中的静态数组初始化(MSVC 2019）

Static array initialization in a function template in C++17 (MSVC 2019)

本文关键字：MSVC 初始化 2019 数组 函数模板 静态 C++17      更新时间：2023-10-16

我正在寻找一种方便高效的方法来初始化函数模板中的静态数组。例如，假设我们有这样一个函数：


template <size_t windowSize>
int process_signal(int currentSignal)
{    
// incorrect: inits only 3 elements; want to set all values to -1
static std::array<int, windowSize> window = { -1, -1, -1 }; 
// do something...
}

通过这种方式，我只能用-1初始化前3个元素，但不能全部初始化。

到目前为止，我提出的最好的解决方案是使用constexpr函数进行编译时初始化：

template <size_t sz, int value>
constexpr std::array<int, sz> init_array() 
{
std::array<int, sz> arr{};
//arr.fill(-1); // will be constexpr since C++20
// operator [] is constexpr in C++17
for (int i = 0; i < sz; ++i)
arr[i] = value;
return arr;
}

template <size_t windowSize>
int process_signal(int currentSignal)
{    
// works fine, but extra variable needed
constexpr static std::array<int, windowSize> init_value = init_array<windowSize, -1>();
static std::array<int, windowSize> window = init_value;
// window will be updated...
}

通过这种方式，我可以在编译时初始化数组一次。但是，它需要一个额外的constexpr变量(在我的例子中是init_value(来绑定init_array()函数的结果。如果我在没有它的情况下尝试同样的方法，init_array()将作为一个正常函数调用(因此初始化不再是编译时(：

template <size_t windowSize>
int process_signal(int currentSignal)
{    
// no longer compile-time in MSVC2019
static std::array<int, windowSize> window = init_array<windowSize, -1>();
// window will be updated...
}

是否可以在没有额外constexpr变量的情况下进行同样的操作？或者，也许它只是针对我的编译器(MSVC 2019(？

不需要额外的变量，只需写：

static auto window = init_array<windowSize, -1>();

初始值设定项仍然是一个常量表达式，编译器应在编译时对其求值。

如果编译器由于某种原因没有正确优化，那么可以使用lambda来存储中间constexpr变量：

static auto window = []{ constexpr auto x = init_array<windowSize, -1>(); return x; }();

或者你可以把它放在一个单独的函数中，例如init_array:

template <size_t sz, int value>
constexpr std::array<int, sz> init_array() 
{
constexpr auto x = []{
std::array<int, sz> arr{};
//arr.fill(-1); // will be constexpr since C++20
// operator [] is constexpr in C++17
for (int i = 0; i < sz; ++i)
arr[i] = value;
return arr;
}();
return x;
}

您可以使函数更加通用：

template <std::size_t S, typename T>
constexpr auto init_array(const T& value) 
{
return std::apply([&](auto... pack){
return std::array{((void)pack, value)...};
}, std::array<int, S>{});
}

用作

static auto window = init_array<windowSize>(-1);

或

template <std::size_t S, auto value>
constexpr auto init_array() 
{
constexpr auto x = std::apply([](auto... pack){
return std::array{((void)pack, value)...};
}, std::array<int, S>{});
return x;
}

用作

static auto window = init_array<windowSize, -1>;

强制编译时评估(直到复制(。

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