C 元程式設計可以用來動態建立編譯時靜態陣列嗎？

在C 語言編譯時以程式設計方式建立靜態陣列

問題介紹

傳統上，C 語言中的靜態陣列可以在編譯時使用fixed-定義大小數組。然而，對於某些情況，可能需要在編譯時以程式方式分配值。本文探討了實現靜態數組動態創建的元編程技術。

問題 1：以程式方式賦值

使用 C 0x 功能，可以從範本初始化本機或成員陣列可變參數範本參數清單。由於最大模板實例化深度，此解決方法有其限制。

問題 2：選擇性賦值

要在編譯時選擇性賦值，可以採用可變參數模板和元函數的組合。 MetaFunc 範本可作為參數包，根據其索引產生一系列值。然後，generate_array 範本可以使用產生的值來建立所需大小的陣列。

範例實作

template<size_t index> struct MetaFunc { enum { value = index + 1 }; };

template<size_t N, template<size_t> class F> 
struct generate_array {
    typedef typename generate_array_impl<N-1, F>::result result;
};

template<size_t N, template<size_t> class F, unsigned... args> 
struct generate_array_impl {
    typedef typename generate_array_impl<N-1, F, F<N>::value, args...>::result result;
};

template<template<size_t> class F, unsigned... args> 
struct generate_array_impl<0, F, args...> {
    typedef ArrayHolder<F<0>::value, args...> result;
};

template<unsigned... args> struct ArrayHolder {
    static const unsigned data[sizeof...(args)];
};

template<unsigned... args> 
const unsigned ArrayHolder<args...>::data[sizeof...(args)] = { args... };

使用範例

void test() {
    const size_t count = 5;
    typedef generate_array<count, MetaFunc>::result A;

    for (size_t i = 0; i < count; ++i) 
        std::cout << A::data[i] << "\n";
}

此範例定義了一個靜態大小為5 的陣列，在編譯時使用MetaFunc 分配值{1, 2, 3, 4, 5}元函數。

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