如何在編譯時靜態生成浮點數據？

鑑於我想對某些數據執行過濾，我如何避免在運行時生成這些數據，但要保持更改這些過濾器的大小和數據分佈的靈活性，同時還要保留乾淨的可重用代碼。我知道我可以使用模板來完成類似以下內容：如何在編譯時靜態生成浮點數據？

template <int x> class Filter 
{ 
    static const float f; 
    static const Filter<x-1> next; 
    inline float* begin(const Filter<x>& el){ return &f;  } 
    inline float* end(const Filter<x>& el) { return (&f)+x+1; } 
}; 
template <> class Filter<0> 
{ 
    static const float f; 
    inline float* begin(const Filter<0>& el){ return &f; } 
    inline float* end(const Filter<0>& el) { return (&f)+1; } 
}; 

template <int x> const float Filter<x>::f = someDistribution(x); 
template <>  const float Filter<0>::f = someDistribution(0);

這將在我的過濾器根據根據someDistribution（...）過濾器對象指數X的確產生的數據。然而，我的用途有一些缺點...

1）我認爲我是對的，雖然這些數據不是在對象構造上生成的，但它在程序啓動時會生成一次。 - 這是我可以容忍的，雖然寧願過濾器計算在comiletime，然後在那裏烘焙（這是甚至可能爲浮點數據？）

2）過濾器將不會實例化「下一個」成員，除非一個成員函數（即所謂的地方！）橫穿結構的長度，即

// inside template<int x> class Filter 
inline void instantiate() const { next.instantiate(); }; 
// then inside template<> class Filter<0> 
inline void instantiate() const { };

我必須做是錯誤的，要求暴跌實例功能，這個失敗易於維護的條款。

編輯：我在這裏關心的原因是我想確保next成員被實例化，所以我可以使用begin和end函數遍歷靜態'數組'。

所以，首先我該如何解決問題2，並用實例化功能做掉，其次是有可能解決的問題1，使這個數據是在編譯時動態生成和支持。

（NB我在類似的問題上，我使用了python預編譯腳本來生成包含過濾器數據的源文件，但我不想在這裏使用它，因爲這是它自己的水壺！）

來源

2013-11-01 geoff3jones

我不認爲你的通用'end'函數是合法的。向非數組變量的地址添加多於1應該是非法的。 –

所以這應該是可以的，因爲'float f'應該在內存中都是連續的，這樣你就可以將指針指向第一個並迭代到最後。重要的是，最終迭代器需要可解引用，並且保持指向未初始化內存的指針是合法的。我同意我可以通過編寫'（（float *）（＆f））+ x + 1'來更加清楚，但是我覺得使用上面使用的簡短格式更清楚其餘代碼段的含義。感謝您檢查。 – geoff3jones

既然你不能使用contexpr ...關於你的問題：

除非你正在尋找下一個最大的素數，你不應該打擾簡單的計算在啓動時發生一次。嘗試測量它，並且很可能您會發現初始化在不到一毫秒的時間內完成。

也就是說，啓動時計算的值表現爲變量（每次使用時都必須爲asked），而編譯時常量的值始終是已知的。因此前者可能會慢一點，但可能沒有任何意義。

在引入不便之前，請務必先測量。
再次，你爲什麼在意？如果Filter類型爲特定x未在代碼中的任何位置使用，爲什麼值應該在某處？

如果模板靜態相互依賴，則會產生問題 - 在您的情況下，它們不會，每個f都是自治的。

說了這麼多，鼓搗圍繞一個偉大的工具是http://gcc.godbolt.org/ - 你看裝配爲你鍵入。它不支持MS編譯器，但它可以讓你很好地猜測編譯器如何優化東西。

如果您disrtibution是很簡單的做個宏這將是一個編譯時間常數：

#define someDistribution(x) x * x 

template <int x> struct Filter 
{ 
    static const float f; 
}; 

template <int x> const float Filter<x>::f = someDistribution(x); 

int main() 
{ 
    return Filter<200>::f + Filter<100>::f; 
}

的組件（鏘）：

main:         # @main 
    movl $50000, %eax   # imm = 0xC350 
    ret

如果更改someDistribution是一個函數，即使是內聯函數，你也會看到計算必須發生。

編輯：記住，你可以用宏來做maaany事情，包括對某些值「專門化」它們。簡單的分佈應該是預處理友好的。

來源

2013-11-01 15:58:36 gwiazdorrr

我更新了我的答案。 – gwiazdorrr

謝謝，這回答我的問題，並指出我在正確的方向。還有關於「爲什麼？」在第二部分中，我認爲我是模棱兩可的（並且會在上面修正），但我希望能夠使用begin（）end（）來訪問數據，但是如果所有'next'成員都沒有被實例化，這當然會創建垃圾。哦，你修補工具鏈接 - 真棒！ :) – geoff3jones

-1

您可以獲得使用可變模板的難題。一旦將integer_sequence支持添加到標準庫中，您可以使用它而不是seq/gen_seq。

爲了讓這個編譯時間，而不是在啓動時初始化，雖然你真的想要VS 2013沒有的constexpr支持。這裏的constexpr version：

#include <array> 
#include <iostream> 

using namespace std; 

template<size_t... Is> struct seq {}; 
template<size_t N, size_t... Is> struct gen_seq : gen_seq<N - 1, N - 1, Is...> {}; 
template <size_t... Is> struct gen_seq<0, Is...> : seq<Is...>{}; 

template<typename Func, size_t... Is> 
constexpr array<float, sizeof...(Is)> make_coeffs(Func f, seq<Is...>) { 
    return array<float, sizeof...(Is)>{ f(Is)... }; 
} 

constexpr float square(float x) { return x * x; } 

int main() { 
    constexpr auto coeffs = make_coeffs(square, gen_seq<10>{}); 
    static_assert(coeffs[3] == 9, ""); 
    for (float x : coeffs) { 
     cout << x << " "; 
    } 
    cout << endl; 
}

來源

2013-11-01 15:57:27 mattnewport

如何在編譯時靜態生成浮點數據？

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