用户定义的文字参数不是 constexpr？

Question

我正在测试用户定义的文字。我想让 _fac 返回数字的阶乘。

让它调用 constexpr 函数是可行的，但是它不允许我使用模板来执行此操作，因为编译器会抱怨参数不是也不可能是 constexpr。

我对此感到困惑 - 文字不是常量表达式吗？ 5_fac 中的 5 始终是可以在编译时计算的文字，那么为什么我不能这样使用它呢？

第一种方法：

constexpr int factorial_function(int x) {
  return (x > 0) ? x * factorial_function(x - 1) : 1;
}

constexpr int operator "" _fac(unsigned long long x) {
  return factorial_function(x); // this works
}

第二种方法：

template <int N> struct factorial_template {
  static const unsigned int value = N * factorial_template<N - 1>::value;
};
template <> struct factorial_template<0> {
  static const unsigned int value = 1;
};

constexpr int operator "" _fac(unsigned long long x) {
  return factorial_template<x>::value; // doesn't work - x is not a constexpr
}

Answer 1

我不知道 C++11 中是否有比当前接受的答案更好的方法，但是使用 C++14 中的宽松 constexpr ，您可以编写“正常”代码：

constexpr unsigned long long int operator "" _fac(unsigned long long int x) {
    unsigned long long int result = 1;
    for (; x >= 2; --x) {
        result *= x;
    }
    return result;
}

static_assert(5_fac == 120, "!");

Answer 2

这就是我最终的做法：

template <typename t>
constexpr t pow(t base, int exp) {
  return (exp > 0) ? base * pow(base, exp-1) : 1;
};

template <char...> struct literal;
template <> struct literal<> {
  static const unsigned int to_int = 0;
};
template <char c, char ...cv> struct literal<c, cv...> {
  static const unsigned int to_int = (c - '0') * pow(10, sizeof...(cv)) + literal<cv...>::to_int;
};

template <int N> struct factorial {
  static const unsigned int value = N * factorial<N - 1>::value;
};
template <> struct factorial<0> {
  static const unsigned int value = 1;
};

template <char ...cv>
constexpr unsigned int operator "" _fac()
{
  return factorial<literal<cv...>::to_int>::value;
}

非常感谢 KerrekSB！

Answer 3

我可能是错的，但我认为 constexpr 函数也可以使用非常量参数调用（在这种情况下，它们不给出常量表达式并在运行时评估）。这不适用于非类型模板参数。

Answer 4

为了将 constexpr 与用户定义的文字一起使用，您显然必须使用可变参数模板。请查看维基百科文章中的第二个列表例子。

Answer 5

@Pubby。消化 char 非类型参数包的简单方法是将其捕获到字符串的初始值设定项列表中。然后您可以使用 atoi、atof 等：

#include <iostream>

template<char... Chars>
  int
  operator "" _suffix()
  {
    const char str[]{Chars..., '\0'};
    return atoi(str);
  }

int
main()
{
  std::cout << 12345_suffix << std::endl;
}

记住为 C 风格函数添加一个空字符。