我对元编程的语言特性有点新鲜，我试图用class创建一个简单的public static const variables，它将通过编译时常量设置其值：
我想要实现的目标：我想计算一些指数的幂，这些指数是以字节数转换为以2为基数的位数来衡量的。所有计算均以2为基数。
例子：
1 byte(s) = 8 bits: value = pow(2, 8) = 256; 2 byte(s) = 16 bits: value = pow(2, 16) = 65536 4 byte(s) = 32 bits: value = pow(2, 32) = 4294967296 8 byte(s) = 64 bits: value = pow(2, 64) = 18446744073709551616
我尝试编写一个函数进行计算，以计算在尝试使用constexpr或const时所需的值，并且我尝试使用templates。我想使用const function，constexpr function或function template：
// constexpr function
constexpr std::uint64_t pow2( const std::uint32_t expInBytes, const std::uint32_t base = 2 ) {
const std::uint32_t expInBits = expInBytes * CHAR_BIT;
return static_cast<std::uint64_t>( expInBits == 0 ? 1 : base * pow2( base, expInBits - 1 ) );
}
// or function template
template<std::uint32_t expInbytes>
constexpr std::uint64_t pow2() {
const std::uint32_t base = 2;
const std::uint32_t expInBits = expInBytes * CHAR_BIT;
return (expInBits == 0 ? 1 : base * pow2<expInBytes-1>() );
}
template<>
constexpr std::uint64_t pow2<0>() {
return 0;
};
// template parameter T not used but needed to use the class as such:
// BitCombinations<>::static_member;
template<typename T = const std::uint32_t>
class BitCombinations {
public: // template // non template
static const std::uint64_t ONE_BYTE = pow2<1>(); // pow2( 1 );
static const std::uint64_t TWO_BYTES = pow2<2>(); // pow2( 2 );
static const std::uint64_t FOUR_BYTES = pow2<4>(); // pow2( 4 );
static const std::uint64_t EIGHT_BYTES = pow2<8>(); // pow2( 8 );
};
通过我的努力，我已经生成了各种编译时间，运行时错误等。最新的尝试我能够获得上面的pow2<>()的模板版本来编译和运行，但是我没有得到正确的结果。
我不确定我的pow2的实现是错误的还是我的语法错误，或者我没有正确使用const或constexpr，在某些情况下我仍然从MS Visual Studio 2017 CE获取integral constant overflow作为编译时错误编译器。
我一直在关注pow2()函数的这些模式：
我似乎无法围绕这一点思考，不知道还有什么可以尝试。
请注意，您目前无法使用最后一种情况。您不能以8字节类型存储2 ^ 64，最大值为2 ^ 64 - 1.至少在主流架构中，不知道您使用的是哪一个。
我看到你的功能模板有两个问题。
base相乘一次，但是通过执行expInBytes - 1将位数减少8。所以，你需要将它乘以八次：
return (expInBits == 0 ? 1 : base * base * base * base * base * base * base * base * pow2<expInBytes-1>() );
0的专业化返回0，任何数字乘以0都是0. :)如果你认为你用expInBits == 0处理了这个案例，那么再想一想：expInBits成为0的唯一方法是expInBytes是0，但是不能在主模板中，因为你有expInBytes为0时的专业化！这意味着永远不会采用该分支，它实际上没有任何效果。你的函数有1）中描述的相同问题，另外你在递归时传递错误的值（expInBits而不是expInBytes）并且顺序错误（base是最后的）。
在我看来，循环更容易理解，更不容易出错：
constexpr std::uint64_t pow2(const std::uint32_t expInBytes, const std::uint32_t base = 2) {
const std::uint32_t expInBits = expInBytes * CHAR_BIT;
std::uint64_t result = 1;
for (std::uint32_t i = 0; i < expInBits; ++i)
result *= base;
return result;
}
在Rakete111的帮助下，他的积极反馈;当他指出一些错误时，我能够解决我的问题。作为回报，我能够达到我想要的一些相似之处。在编译时计算2^n。
这是工作代码：
inline constexpr std::uint64_t powerOfBits( const std::uint64_t base, std::uint64_t const exponent ) {
return (exponent == 0) ? 1 : (base * powerOfBits( base, exponent - 1 ));
}
/*template<typename T = const std::uint32_t>*/
class BitCombinations {
public:
// Because I don't care for "magic numbers"
static const std::uint64_t binaryBase = std::uint64_t(2);
static const std::uint64_t eightBits = std::uint64_t( 8 );
static const std::uint64_t sixteenBits = std::uint64_t( 16 );
static const std::uint64_t thirtyTwoBits = std::uint64_t( 32 );
static const std::uint64_t sixtyFourBits = std::uint64_t( 64 );
// Now Generate Our Compile Time Constants
static const std::uint64_t ONE_BYTE = powerOfBits( binaryBase , eightBits ); //
static const std::uint64_t TWO_BYTES = powerOfBits( binaryBase , sixteenBits ); //
static const std::uint64_t FOUR_BYTES = powerOfBits( binaryBase , thirtyTwoBits ); //
// For 64bit int need to subtract 1 from the exponent otherwise you will have integral overflow
// To prevent this we just take 2^63, then in any output display we will have to append the
// string or characters `x 2` so that the user knows the value is double what they are seeing.
static const std::uint64_t EIGHT_BYTES = powerOfBits( binaryBase , sixtyFourBits - 1 );
};
int main() {
std::cout << BitCombinations::ONE_BYTE << std::endl;
std::cout << BitCombinations::TWO_BYTES << std::endl;
std::cout << BitCombinations::FOUR_BYTES << std::endl;
// Remember that 2^64 causes overflow: need to append characters to user.
std::cout << BitCombinations::EIGHT_BYTES << " x 2" << std::endl;
std::cout << std::endl;
std::cout << "\nPress any key and enter to quite." << std::endl;
char q;
std::cin >> q;
return 0;
}
非常感谢你的帮助，并指出了我正确的方向。我会接受你的回答。