C++ 编译时的 Fizz-Buzz

Question

我们今天谈到了“fizz buzz”编程测试，我考虑过用 C++ 实现它，但使用元编程。理想情况下，它会在编译期间生成输出。

我当前的代码使用模板，但仍然需要执行它才能生成输出。在 Ideone.

上查看

我仍然使用 std::cout << 以便在屏幕上打印输出。 FizzBuzz<i>::value 将给出 i、-1 (Fizz)、-2 (Buzz) 或 -3 (FizzBuzz)。然后 word<value> 被定义为负数并给出 char const *:

template <int i>
struct Print {
    static void print() {
        Print<i - 1>::print();
        auto const value = FizzBuzz<i>::value;
        if (value < 0) {
            std::cout << word<value>() << std::endl;
        } else {
            std::cout << value << std::endl;
        }
    }
};

由于递归，循环消失了，Print<0> 停止了它。

有什么方法可以在编译时打印出word<value>()或value，这些在编译时是已知的吗？这可能不适用于每个编译器，所以我很高兴有一个适用于 GCC and/or Clang 的解决方案。

Answer 1

虽然通过一些模板技巧可以在编译时生成字符串，但在编译时打印它似乎并不合理。

这是生成字符串的代码：

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <utility>

// Compile time string
template <char ...C> struct str_lit
{
    static constexpr char value[] {C..., '[=10=]'};
};

// Integer to str_lit
constexpr std::size_t cexpr_pow(std::size_t x, std::size_t y)
{
    std::size_t ret = 1;
    while (y--)
        ret *= x;
    return ret;
}
template <std::size_t N, std::size_t X, typename = std::make_index_sequence<X>> struct num_to_sl_impl;
template <std::size_t N, std::size_t X, std::size_t ...Seq> struct num_to_sl_impl<N, X, std::index_sequence<Seq...>>
{
    static constexpr auto func()
    {
        if constexpr (N >= cexpr_pow(10,X))
            return num_to_sl_impl<N, X+1>::func();
        else
            return str_lit<(N / cexpr_pow(10,X-1-Seq) % 10 + '0')...>{};
    }
};
template <std::size_t N> using num_to_sl = decltype(num_to_sl_impl<N,1>::func());

// str_lit concatenation
template <typename F, typename ...P> struct sl_cat_impl {using type = typename sl_cat_impl<F, typename sl_cat_impl<P...>::type>::type;};
template <char ...C1, char ...C2> struct sl_cat_impl<str_lit<C1...>,str_lit<C2...>> {using type = str_lit<C1..., C2...>;};
template <typename F, typename ...P> using sl_cat = typename sl_cat_impl<F, P...>::type;

// The FizzBuzz
template <std::size_t N> struct fizzbuzz_impl
{
    using fizz = std::conditional_t<N % 3 == 0,
                                    str_lit<'f','i','z','z'>,
                                    str_lit<>>;
    using buzz = std::conditional_t<N % 5 == 0,
                                    str_lit<'b','u','z','z'>,
                                    str_lit<>>;
    using type = sl_cat<typename fizzbuzz_impl<N-1>::type,
                        std::conditional_t<N % 3 == 0 || N % 5 == 0,
                                           sl_cat<fizz, buzz>,
                                           num_to_sl<N>>,
                        str_lit<'\n'>>;
};
template <> struct fizzbuzz_impl<0>
{
    using type = str_lit<>;
};
template <std::size_t N> using fizzbuzz = typename fizzbuzz_impl<N>::type;

用法示例：

int main()
{
    std::cout << fizzbuzz<15>::value;
}

输出：

1
2
fizz
4
buzz
fizz
7
8
fizz
buzz
11
fizz
13
14
fizzbuzz

C++ 编译时的 Fizz-Buzz

Fizz-Buzz at C++ compile time

c++

gcc

fizzbuzz