为什么 `make_integer_sequence` 会导致内存不足错误以及如何解决此问题？

为什么 make_integer_sequence 内存不足

C 14 make_integer_sequence 是用于构造整数序列的多功能工具。但是，其默认实现可能会遇到内存问题，如提供的代码所示。当程序需要的内存超过系统可以分配的内存时，就会出现“虚拟内存耗尽”错误。

理解根本原因

根本原因在于辅助结构make_helper。它会递归地扩展自身，直到 N 等于 0。但是，如果 N 很大，则此递归可能会导致模板实例化数量过多。模板实例化和保存它们所需的内存呈指数增长，导致内存不足错误。

解决内存耗尽问题

缓解内存问题耗尽问题，一种方法是使用 log N 实现。此方法避免了指数递归，并将内存使用量减少到对数尺度。

这是一个示例 log N 实现：

template<class T> using Invoke = typename T::type;

template<unsigned... > struct seq{ using type = seq; };

template<class S1, class S2> struct concat;

template<unsigned... I1, unsigned... I2>
struct concat<seq<I1...>, seq<I2...>>
: seq<I1..., (sizeof...(I1) + I2)...> {};

template<class S1, class S2>
using Concat = Invoke<concat<S1, S2>>;

template<unsigned N> struct gen_seq;
template<unsigned N> using GenSeq = Invoke<gen_seq<N>>;

template<unsigned N>
struct gen_seq : Concat<GenSeq<N / 2>, GenSeq<N - N / 2>>{};

template<> struct gen_seq<0> : seq<> {};
template<> struct gen_seq<1> : seq<0> {};

此实现通过以下方式避免了指数递归：递归地将N分成两半，直到它变成0或1。对数时间和空间复杂度确保无论N有多大也就是说，内存使用量仍然是可控的。

总而言之，使用 make_integer_sequence 时出现内存不足错误是由于模板实例化过多造成的。使用 log N 实现（例如上面提供的实现）可以缓解此问题并允许创建大型序列而不会遇到内存耗尽。

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