编译时展开 for 循环内的模板参数？

Question

维基百科（此处）给出了 for 循环的编译时展开...... ... 我想知道我们是否可以使用类似的 for 循环，其中包含模板语句... 例如...

以下循环有效的

template<int max_subdomain>
void Device<max_sudomain>::createSubDomains()
{
    for(int i=0; i< max_subdomain; ++i)
    {
        SubDomain<i> tmp(member);
        ...
        // some operations on tmp
        ...
    }
}

SubDomain 是一个接受模板参数 int 的类，并且这里是使用作为 Device 类成员的参数构造的。

谢谢各位的解答... 现在你知道我想要什么了... 无论如何我能实现我想要的吗？

我终于得到了我想要的............ 而不是直接使用for循环... 我们可以使用 Boost::MPL for_each 构造。我还没有实现它，但我猜测这提供了一种实现我想要的方法......

我从另一个堆栈溢出问题中得到了答案 这里...但是对同一问题的评论谴责其使用，因为它会非常慢（当然对于大型for循环）...但是..对于不大的循环我认为不应该有任何膨胀...我会尝试代码并让你知道结果... 。

示例

Answer 1

有一个标准的解决方案。将迭代转换为递归。

template<int i>
void Device::createSubDomains()
{
    SubDomain<i> tmp(member);
    // some operations on tmp
    createSubDomains<i-1>();
}
template<>
void Device<-1>::createSubDomains()
{
  // End of recursion.
}

注意：您不能使用运行时 if(i!=0) createSubDomains();。

2017 注意：您现在可以使用编译时 if constexpr(i!=0) createSubDomains();

Answer 2

尽管您已经接受了 @iammilind 的答案，但让我提出另一个答案，因为他对 i 不是编译时常量 is 的推理不正确。

假设您有

    template<unsigned int MAX> struct SubDomain {...};
    ...

并且想要声明它的一个实例...

    SubDomain<i> tmp(member);

那么 i 必须是通常所谓的编译时常数。那是什么？

迂腐

该标准将术语“非类型模板参数”分配给非类型的模板参数 (D'Oh)。

14.3.2 模板非类型参数 [temp.arg.nontype]

非类型、非模板模板参数的模板参数应为以下之一：
— 整型或枚举类型的整型常量表达式；或
- ... [更多内容，但不相关]

对，第一点包含进一步研究的参考：整型常量表达式。这导致我们

5.19常量表达式 [expr.const]

在一些地方，C++ 需要计算结果为整数或枚举常量的表达式：作为数组
边界 (8.3.4, 5.3.4)，作为 case 表达式 (6.4.2)，作为位字段长度 (9.6)，作为枚举器初始值设定项 (7.2)，
作为静态成员初始值设定项 (9.4.2)、以及作为整数或枚举非类型模板参数 (14.3)。

那么，关键是：

整型常量表达式只能涉及文字 (2.13)、枚举数、const 变量或静态
使用常量表达式初始化的整型或枚举类型的数据成员 (8.5)、非类型模板
整型或枚举类型的参数以及 sizeof 表达式。

迂腐的应用程序

如果我们回顾一下你的循环：

for (int i=...
    ...
    SubDomain<i>

那么我们现在可以观察到那里不允许 i 。为什么？因为 i 不是 const 变量。

善于观察的读者现在可能会认为你可以规避这一点：

for (int i=...
        ...
        const int I = i;
        SubDomain<I>

但这真的被允许吗？是否定的，I = i 不是一个积分常量表达式，因为 i 不是。它有助于认识到积分常量表达式的规则是递归应用的。

例如，以下是有效的代码：

template <int> void foo() {}     
int main () {
    const int ccI = 0;
    const int ccJ = ccI*2;
    const int ccK = ccJ/4;     
    foo<ccK>();
}

但如果仅使链的一部分成为非 const，则 ccK 不再被视为整型常量：

template <int> void foo() {}     
int main () {
          int ccI = 0;
    const int ccJ = ccI*2;  // not compile time constant
    const int ccK = ccJ/4;  // same

    foo<ccK>();             // error
}

摘要

因此，以人类可读的形式，模板参数不是类型，而是（整数）值，必须是编译时常量：

• 编译时常量的初始值设定项只能涉及其他编译时常量
• 文字值是编译时常量
• 枚举值是一个编译时常量
• 函数调用不会给出编译时常量（出于某些高级原因）

Answer 3

重新编辑：

我之前的回答是正确的。我已经尝试过你的代码，它给出了编译器错误。您不能这样声明对象，因为 i 无法保持编译时常量（正如您打算做的 i++）。 template 参数必须始终是编译时常量。这是演示。

另请注意，作为编译器优化的一部分，普通循环也会进行循环展开。它不限于模板。