为什么我必须专门化递归模板变量

Question

所以我在这里写了一个答案： https://stackoverflow.com/a/56569397/2642059 努力在编译时计算log2，如下所示：

template <unsigned int x>
constexpr enable_if_t<x != 0U, int> log2 = 1 + log2<x / 2U>;
template <>
constexpr int log2<1U> = 0;

这工作正常，但我觉得我不应该专门研究：

template <unsigned int x>
constexpr enable_if_t<x != 0U, int> log2 = x < 4U ? 1 : 1 + log2<x / 2U>;

但这给了我错误：

代替template<bool _Cond, class _Tp> using enable_if_t = typename std::enable_if::type [with bool _Cond = (0u != 0u); _Tp = int]：
prog.cpp：7：61：从constexpr std::enable_if_t<true, int> log2<4u>
递归要求 Prog.cpp：7：61： 从constexpr std::enable_if_t<true, int> log2<8u>
开始需要 prog.cpp：10：11： 从这里需要 /usr/include/c++/6/type_traits：2523：61：错误：struct std::enable_if<false, int>中没有名为type的类型

有没有办法防止编译器将递归展开得太远？

Answer 1

使用递归来计算 log2。我们生活中的每一个递归操作都需要叶子大小写。

对于递归叶函数，可以为叶子大小写提供非递归返回。但是，对于模板变量，提供叶子情况的唯一方法是专业化，根本没有其他方法。

我相信，您可以使用 constexpr 函数和没有 TMP 来实现相同的目标：

#include <type_traits>
constexpr int log2(int arg) {
    if (arg == 0) return 0;
    if (arg == 1) return 0;
    return 1 + log2(arg / 2u);
}
constexpr std::integral_constant<int, log2(16)> z; // z.value == 4

这适用于运行时和编译时参数，通常应优先于纯 TMP 解决方案，但教育目的除外。

出于教育或其他未公开的目的，您可以使用独占编译时间，如下所示：

#include <type_traits>
template<int arg>
constexpr int log2(std::integral_constant<int, arg> ) {
    static_assert(arg > 0, "Bad arg to log2!");
    if constexpr (arg == 1) {
        return 0;
    } else {
        return 1 + log2(std::integral_constant<int, arg / 2> {});
    }
}
int k = log2(std::integral_constant<int, 16>{});