有没有办法在编译时实例化所有 C++ 模板大小？

Question

下面的 c++/cli 模板可以正常工作，但似乎应该有一种方法可以进一步概括模板或添加一个可以在编译时创建模板实例的助手。

在想 http://en.cppreference.com/w/cpp/utility/integer_sequence 之类的东西可能有用，但需要帮助程序/实现程序功能的一些帮助。

简化 main 以演示所需语法与当前使用的语法：

int main(array<String^>^ args) {

    // the actual number of possible char lengths is sparse (generally)
    // but the API allows for 1-1024
    List<int>^ varList = gcnew List<int>();
    varList->Add(40);
    varList->Add(80);
    varList->Add(128);

    SortedList<int, List<String^>^>^ allStrings = gcnew SortedList<int, List<String^>^>();

    // want something like this, but the compiler complains that 
    // the template is invalid expectes compile-time constant expressions
    for each(int key in varList) {
        allStrings->Add(key, UpdateTest<key>());
    }

    // this works, but has 1024 lines of case N:
    for each(int key in varList) {
        switch (key) {
        case 1: allStrings->Add(key, UpdateTest<1>());
        case 2: allStrings->Add(key, UpdateTest<2>());
        case 3: allStrings->Add(key, UpdateTest<3>());
            //... all 1024 possible char[N] sizes...
        case 1024: allStrings->Add(key, UpdateTest<1024>());
        }
    }
}

模板适用于 1024 switch case N: 调用。有没有办法让助手/实现者在没有案例的情况下实例化所有 1024？

template <std::size_t N> List<String^>^ APIwrapper::UpdateTest() {
    typedef char CHARX[N];  // N valid for 1 to 1024
    CHARX vals[MAXFIELDS];

    // NATIVE C++ VendorAPI(short, void*) vals is the address of the word aligned destination data
    int count = VendorAPI(N, &vals); 

    List<String^>^ retList = gcnew List<String^>();

    for (int c = 0; c < count; c++) {
        CHARX temp;
        strncpy(temp, vals[c], N);  // [=11=] terminated char arrays
        String^ x = gcnew String(temp);
        retList->Add(x->Substring(0, N)->Trim());
    }
    return retList;
}

Answer 1

不要使用模板执行此操作。

您正在使用模板将单个大内存块 (CHARX vals[MAXFIELDS];) 转换为大量单独的字符串。相反，自己做。

List<String^>^ APIwrapper::UpdateTest(size_t size)
{
    char* vals = new char[size * MAXFIELDS];

    // NATIVE C++ VendorAPI(short, void*) vals is the address of the word aligned destination data
    int count = VendorAPI(size, vals); 

    List<String^>^ retList = gcnew List<String^>();

    char temp[1025]; // max size + 1.
    for (int c = 0; c < count; c++)
    {
        // Instead of relying on the compiler to know that [1] should be 10 bytes in, 
        // [2] should be 20 bytes in, etc, do that yourself.
        strncpy(temp, &vals[size * c], size);
        temp[size] = '[=10=]'; // safety
        String^ x = gcnew String(temp);
        retList->Add(x->Trim());
    }

    delete [] vals;

    return retList;
}

话虽如此：这是一个不寻常的 API。实际上，您传递的是一块内存，以及用于放置每个字符串的 stride。这有点奇怪，但每个步幅值也只能检索一些数据？？？这很奇怪。如果始终使用 1024 作为步幅，我会检查供应商的 API 是否仍会正确响应。

Answer 2

以下答案适用于c++14，我不知道它是否与cli兼容。

您可以使用模板生成 std::array 个函数指针：

using UpdateTestPtr = decltype(&UpdateTest<0>);

// Struct used to generate the array's content.
template<typename Sequence>
struct UpdateTestArrayImpl;

// Specialization used to get the values in the integer sequence.
template<std::size_t... indices>
struct UpdateTestArrayImpl<std::integer_sequence<std::size_t,indices...>> {
    static constexpr std::array<UpdateTestPtr,sizeof...(indices)> value{UpdateTest<indices>...};
};

// Factorise sequence creation
template<std::size_t N>
using UpdateTestArray = UpdateTestArrayImpl<std::make_index_sequence<N>>;

static constexpr std::size_t N = 512;
// The array is needed at runtime. Create a normal (not constexpr) instance.
static std::array<UpdateTestPtr,N> functionArray = UpdateTestArray<N>::value;

并将 switch/case 转换为数组查找：

for each(int key in varList) {
    allStrings->Add(key, functionArray[key]());
}

Live demo

一些编译器可能会产生 "template instantiation depth" 错误，这取决于 make_integer_sequence 的实现方式。递归深度的最大限制通常可以通过编译器选项增加。

有没有办法在编译时实例化所有 C++ 模板大小？

Is there a way to instantiate all the c++ template sizes at compile time?

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