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c++ - constexpr - 函数不能用在常量表达式中

coder 2024-02-10 原文

我想在编译时为给定范围内的数学函数计算一个查找表，然后在运行时从该表中检索值。我的代码如下:

#include <iostream>
#include <cmath>


template<int size>
class LookupTable {
public:
constexpr LookupTable(double xMin, double xMax) : array(), xMin(xMin), xMax(xMax), dx((xMax - xMin) / (size - 1)) {
    for(auto i = 0; i < size; ++i)
        array[i] = exp(xMin + i * dx);
}

constexpr double operator()(double x) const {
    return array[std::min(std::max(static_cast<int>((x - xMin) / dx), 0), size-1)];
}

private:
double array[size];
double xMin;
double xMax;
double dx;
};



int main() {
    const double x = 0.5;
    constexpr LookupTable<10000> table(0.0, 1.0);
    std::cout << "f(x) = " << table(x) << std::endl;  // evaluated at compile time ?
    std::cout << "f(x) = " << LookupTable<10000>(0.0, 1.0)(x) << std::endl;  // evaluated at run time ?
    return 0;
}

代码可以在 gcc 5.1 及更高版本上编译和运行，但不能在 Clang 3.8 上运行。 Clang 的错误消息是:constexpr 变量“table”必须由常量表达式初始化，非 constexpr 函数“exp”不能在常量表达式中使用。

当我删除 constexpr 时:

constexpr LookupTable<10000> table(0.0, 1.0);

然后代码也会在 Clang 上编译和运行。

我的问题是:

  • 错误消息“函数‘exp’不能用于常量表达式”是什么意思？有解决方法吗？
  • 这是否意味着当我声明 LookupTable<10000> table(0.0, 1.0);如果没有 constexpr，那么表预计算会在运行时发生吗？ 我正在使用在线编译工具，所以我现在无法选择对代码进行基准测试。
  • 我想概括代码并模板化数学函数。它适用于仿函数，但可以使用 lambda 吗？

谢谢

最佳答案

自 exp() 以来，这似乎是 gcc 的不符合要求的扩展声明时没有 constexpr在 <cmath> :

17.6.5.6 constexpr functions and constructors [constexpr.functions]

1 This standard explicitly requires that certain standard library functions are constexpr (7.1.5). An implementation shall not declare any standard library function signature as constexpr except for those where it is explicitly required. Within any header that provides any non-defining declarations of constexpr functions or constructors an implementation shall provide corresponding definitions.

没有 constexpr在你的面前LookupTable ，它确实会在运行时初始化。解决方法是将其设为 static变量，以便您可以在启动时对其进行初始化。

如果你想要constexpr数学函数，你需要自己写，或者写一个标准提案，当前 <cmath>图书馆修改为constexpr .

关于c++ - constexpr - 函数不能用在常量表达式中，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/36497632/

ampconstexprcodeLookupTablec++g++c++14cmath

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