初始化class模板的static constexpr成员变量

Question

情况如下：带有模板参数 int N 的 class Foo 有一个静态成员变量 float val。 val 的值对应于 N 并且永远不会改变，所以我希望它是 constexpr.

我知道初始化static constexpr成员变量的常用方法是：

// ok, but not what I want
template <int N>
struct Foo {
    static constexpr float val { 0.0f };
};
template <int N>
constexpr float Foo<N>::val;

但是因为 val 在 class 范围内 初始化 ，我不能为不同的 N 指定不同的 val。

如果 val 不是 constexpr 而是 const，这有效：

// ok, but not what I want
template <int N>
struct Foo {
    static const float val;
};
template <>
const float Foo<0>::val = 3.14f;
template <>
const float Foo<1>::val = 0.1f;

但是我不能使用constexpr float val = Foo<0>::val;，因为Foo<0>::val不是常量表达式。

所以，我想要实现的目标如下：

// the thing I want, but error
template <int N>
struct Foo {
    static constexpr float val;
};
template <>
constexpr float Foo<0>::val = 3.14f;
template <>
constexpr float Foo<1>::val = 0.1f;

但是编译器抱怨：

error: declaration of constexpr static data member 'val' requires an initializer

如果我为 val (static constexpr float val { 0.0f };) 添加初始化程序，编译器会说：

error: duplicate initialization of 'Foo<0>::val'
error: duplicate initialization of 'Foo<1>::val'

多么讽刺 :D

我知道的解决方法是使用 variable template (C++14):

// ok
struct Foo {
    template <int N>
    static constexpr float val { 0.0f };
};
template <>
constexpr float Foo::val<0> = 3.14f;
template <>
constexpr float Foo::val<1> = 0.1f;

目前这按预期工作。但是，如果Foo中的其他成员（变量或函数）仍然需要模板参数（即Foo需要是class模板），则此解决方案不适用。

对此有什么想法吗？使用低于 C++20 的 C++ 标准的解决方案是首选（C++20 对我的项目来说太新了）。

Answer 1

您可以将 class 模板特化为

template <int N>
struct Foo {
    static constexpr float val { 0.0f };
};
template <>
struct Foo<0> {
    static constexpr float val { 3.14f };
};
template <>
struct Foo<1> {
    static constexpr float val { 0.1f };
};

或者制作一个函数助手来初始化。

template <int N>
struct Foo {    
    static constexpr float get_val() {
        if constexpr (N == 0) return 3.14f;
        else if constexpr (N == 1) return 0.1f;
        else return 0.0f;
    }
    static constexpr float val { get_val() };
};

初始化class模板的static constexpr成员变量

Initialize static constexpr member variable of class template

c++

templates

constexpr

c++14

c++17