在编译时使用给定函数初始化纯2D数组

Question

我想创建一个由一些已知函数填充的2D数组,没有运行时开销.

有一个例子,假设一个功能f(x, y) = 10 * y + x,让x在{1, 2, 3}和y中{4, 5, 6}.我想创建一个包含内容的2D数组

41 42 43
51 52 53
61 62 63

现在,最简单的方法就是直接在我的源代码中对值进行硬编码.这确实适合我的任务,所以问题只是出于好奇.

我想创建一个metafunc和结构具有某种魔法,这让我定义数组出给定值的集合的拥有x和y.像这样:

template<int X> struct Func {
  template<int Y> struct over {
    static const int value = 10 * Y + X;  // f(x, y)
  };
};

template<int... args1> struct Rows {
  template<int... args2> struct Cols {
    static const int data[sizeof...(args1)][sizeof...(args2)];
  };
};

template<int... args1>
template<int... args2>
const int Rows<args1...>::Cols<args2...>::data[sizeof...(args1)][sizeof...(args2)] = {
  { Func<args1>::over<args2>::value... }  // This does not do what I want :(
                                          // Need some black magic here
};

// Here is my precious table
const auto& table = Rows<1, 2, 3>::Cols<4, 5, 6>::data;

如果我从表中打印值,我有:

41 52 63
 0  0  0
 0  0  0

我明白发生了什么,术语Func<args1>::over<args2>::value有两个参数包在里面,args1和args2,因此应用...上他们同时展开,而我只有3名成员,而不是9.

如果到目前为止,你已经明白了我想要的东西.所以问题是,我该怎么做？如何将省略号分别应用于两个参数包,以便我可以在初始化程序中使用笛卡尔组合？或者也许有其他方法可以做到这一点？

我知道这个答案和答案.它们使用std::array而不是普通数组,因此它们首先构造1D数组,然后使用多个1D数组初始化2D数组.但如果我理解正确,这个初始化必须在运行时完成.我想避免这种情况.但是,我没有异议std::array.我认为通过适当的编译器,它们与普通数组一样快.

顺便说一下,这是我使用C++ 14中的通用解决方案constexpr和关于它的问题的可能解决方案.关于如何使用constexprC++ 11 解决任务的任何想法也受到欢迎.

Answer 1

我发现它的唯一方法是用逗号分隔参数包并展开其中一个，然后从外部展开另一个：

#include <array>
#include <utility>

using namespace std;

template<class T, T Y, T... Xs>
constexpr array<T, sizeof...(Xs)> a1{10*Y+Xs...};

template<class T, T... Xs, T... Ys>
constexpr auto a2(integer_sequence<T, Xs...>, integer_sequence<T, Ys...>) {
    return array<array<T, sizeof...(Xs)>, sizeof...(Ys)>{a1<T, Ys, Xs...>...};
}

array<array<int, 3>, 3> table(a2(
    integer_sequence<int, 1, 2, 3>(),
    integer_sequence<int, 4, 5, 6>()
));

asm结果是这样的：

table:
        .long   41
        .long   42
        .long   43
        .long   51
        .long   52
        .long   53
        .long   61
        .long   62
        .long   63

编译器资源管理器中的代码