constexpr 上的模板元编程示例？

Question

是否有任何示例表明模板元编程比新的 constexpr 更好用？据我了解，constexpr 和模板元编程都有相似的目的，但模板元编程并没有过时。所以必须有一些例子，其中模板元编程比 constexpr 更受欢迎。任何对此的共同想法将不胜感激，谢谢！

Answer 1

constexpr 以真正的 C++ 函数形式提供对编译时计算的真正支持，而不是基于模板的函数式构造（元函数）。所以部分答案是是 constexpr 在编译时计算 上胜过 tmp ，至少在它的语法上对于没有使用 fp 的人来说是习惯 C++ 的。请注意，我忽略了对编译器性能等的担忧。

另一方面，tmp 在 C++ 中进行类型计算仍然是相关的，而且实际上是唯一的方法。有一些新的方法可以改进可怕的 tmp 语法，比如 Boost.Hana 对模板变量所做的。但是尽管有语法，它仍然是一种与 "normal" C++ 分离的功能元语言。

关于类型计算

从您可能要求 C++ 编译器完成的两个常见任务（除了编译），使用类型系统根据您的要求按需生成新类型是 constexpr 无法实现的，因为这不是 constexpr 的目的supposed/designed 去做。

有趣的是模板也不应该进行编译时计算。甚至是元编程。它们被设计为通用编程的 C++ 特性。但你知道这个故事，90 年代中期 "Whoaaa C++ templates are turing complete!"，后来是表达式模板和 blitz++，然后是 Alexandrescu 和他的 Loki。现在我们有了 <type_traits> 和一个严肃的提议 with a full fledged metaprogramming library inside.

考虑这个例子（不是我的，取自 Eric Niebler "challenge"）：编写一个实用程序，为您提供一组类型之间的通用类型：

namespace m = ranges::meta; 
namespace ml = ranges::meta::lazy; 

template<typename T, typename U> 
using builtin_common_t = 
    decltype(true? std::declval<T>() : std::declval<U>()); 
template<typename T, typename U> 
using lazy_builtin_common_t = 
    m::defer<builtin_common_t, T, U>; 

template<typename...Ts> 
struct common_type 
{}; 

template<typename ...Ts> 
using common_type_t = m::eval<common_type<Ts...>>; 

template<typename T> 
struct common_type<T> 
  : std::decay<T> 
{}; 

template<typename T, typename U> 
struct common_type<T, U> 
  : m::if_c< 
        ( std::is_same<decay_t<T>, T>::value && 
          std::is_same<decay_t<U>, U>::value ), 
        ml::let<lazy_builtin_common_t<T, U>>, 
        common_type<decay_t<T>, decay_t<U>>> 
{}; 

template<typename T, typename U, typename... Vs> 
struct common_type<T, U, Vs...> 
  : ml::let<ml::fold<m::list<U, Vs...>, T, m::quote<common_type_t>>> 
{};

如你所见，这个问题是关于类型的。 constexpr 不应该做的事情。

关于挑战，Eric 要求 Louis Dionne（Boost.Hana 作者）和我使用我们的库编写 common_type<Ts...>。上面的代码是 Eric 使用他的 Meta 库实现的。真诚的，我无法击败 Louis 的 fold + 也许是 monad 解决方案:)

Answer 2

从字面上看，任何时候您想要创建一组相关类型，这些类型仅在其中使用的某些类型上有所不同。您将如何仅使用 constexpr 来实现 std::vector<T>？

模板和 constexpr 执行 不同的工作 ，尽管 in some cases an old template implementation may be swapped for a more concise version with constexpr。不过，这些案例并不详尽。

constexpr 上的模板元编程示例？

Examples on template metaprogramming over constexpr?

c++

c++11

template-meta-programming

constexpr

关于类型计算