C++ 如何在编译时计算梅森数

注意：此问答不是关于问题，而是关于问题

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我想在编译时计算一个大小为N的数组，其中包含梅森素数（2n− 1） 对于[0，n-1]中的n

template <std::uint8_t N>
static constexpr std::array<std::uint16_t, N> mersenne_numbers()
{

    // Compute Mersenne numbers for N, N-1 ... 1 and return the array
    return { 1, 2, 3 };
};

int main()
{
    constexpr std::array<std::uint16_t, 5> arr = mersenne_numbers<5>();
}

模板
静态constexpr std:：数组mersenne_numbers（）
{
//计算N，N-1…1的梅森数并返回数组
返回{1,2,3}；
};
int main（）
{
constexpr std:：array arr=mersenne_numbers（）；
}

我如何实现它呢？

因此，要在编译时计算（2^n-1）的数组，您可以这样做

template <std::size_t ... Is>
constexpr std::array<std::uint16_t, sizeof...(Is)>
mersenne_numbers(std::index_sequence<Is...>)
{
    return {{ ((1u << Is) - 1u)... }};
}

template <std::uint8_t N>
constexpr std::array<std::uint16_t, N>
mersenne_numbers()
{
    return mersenne_numbers(std::make_index_sequence<N>{});
}

因此，要在编译时计算（2^n-1）的数组，您可以

template <std::size_t ... Is>
constexpr std::array<std::uint16_t, sizeof...(Is)>
mersenne_numbers(std::index_sequence<Is...>)
{
    return {{ ((1u << Is) - 1u)... }};
}

template <std::uint8_t N>
constexpr std::array<std::uint16_t, N>
mersenne_numbers()
{
    return mersenne_numbers(std::make_index_sequence<N>{});
}

使用C++14：

#include <iostream>
#include <array>
#include <type_traits>

constexpr int cpow2(int n) {
  return n == 0 ? 1 : 2 * cpow2(n-1);
}

template <size_t... Seq>
static constexpr std::array<size_t, sizeof...(Seq)> mersenne_numbers(std::index_sequence<Seq...> isq)
{
  return {(cpow2(Seq)-1)...};
}


int main() {
  static_assert (cpow2(4) == 16, "");
  auto arr = mersenne_numbers(std::make_index_sequence<5>());
  for (auto e : arr) std::cout << e << " ";
  std::cout << std::endl;
  return 0;
}

#包括
#包括
#包括
constexpr int cpow2（int n）{
返回n==0？1:2*cpow2（n-1）；
}
模板
静态constexpr std:：数组mersenne_数（std:：index_序列isq）
{
返回{（cpow2（Seq）-1）…}；
}
int main（）{
静态断言（cpow2（4）=16，”；
自动arr=mersenne_编号（std:：make_index_sequence（））；
对于使用C++14的（自动e:arr）std:：cout：

#include <iostream>
#include <array>
#include <type_traits>

constexpr int cpow2(int n) {
  return n == 0 ? 1 : 2 * cpow2(n-1);
}

template <size_t... Seq>
static constexpr std::array<size_t, sizeof...(Seq)> mersenne_numbers(std::index_sequence<Seq...> isq)
{
  return {(cpow2(Seq)-1)...};
}


int main() {
  static_assert (cpow2(4) == 16, "");
  auto arr = mersenne_numbers(std::make_index_sequence<5>());
  for (auto e : arr) std::cout << e << " ";
  std::cout << std::endl;
  return 0;
}

#包括
#包括
#包括
constexpr int cpow2（int n）{
返回n==0？1:2*cpow2（n-1）；
}
模板
静态constexpr std:：数组mersenne_数（std:：index_序列isq）
{
返回{（cpow2（Seq）-1）…}；
}
int main（）{
静态断言（cpow2（4）=16，”；
自动arr=mersenne_编号（std:：make_index_sequence（））；
对于（auto e:arr）std:：cout来说，我不太了解马森数，但您可以随时修改此示例
（计算
x^x
）：

模板
constexpr std:：阵列电源
（std：：阵列arr，
const uint8_t num）
{
arr[num]=static_cast（std:：pow（num，num））；
返回arr；
}
模板
constexpr std:：阵列自供电
（std:：array arr=std:：array{0}，
const uint8_t step=0）
{
返回步骤>=N？arr：自供电（电源一（arr，步骤），步骤+1）；
}
s32 main（）
{
自动arr=自供电（）；
用于（自动和x:arr）
{
std：：cout不太了解马森数，但您可以随时修改此示例
（计算
x^x
）：

模板
constexpr std:：阵列电源
（std：：阵列arr，
const uint8_t num）
{
arr[num]=static_cast（std:：pow（num，num））；
返回arr；
}
模板
constexpr std:：阵列自供电
（std:：array arr=std:：array{0}，
const uint8_t step=0）
{
返回步骤>=N？arr：自供电（电源一（arr，步骤），步骤+1）；
}
s32 main（）
{
自动arr=自供电（）；
用于（自动和x:arr）
{
std:：cout@lordjohncena好问题。问题的标题有误导性，应该是如何在编译时计算mesenne数。摘自“只有疯子才会尝试在C++11 constexpr中实现Mersenne Twister。”有一点是编译时计算非常复杂，你最好写一个程序，把你需要的任何东西都转储到数据文件中；或者如果你需要一个头文件作为编译时常数。伙计们……这是关于，而不是Mersenne twister。@lordjohncena问得好。问题的标题是误导，应该是如何在编译时计算mesenne数。摘自“只有疯子才会尝试在C++11 constexpr中实现Mersenne Twister”有一点，编译时计算是如此复杂，你最好写一个程序，将你需要的任何东西转储到数据文件中；或者如果你需要一个头文件作为编译时常量。伙计们……这是关于，而不是Mersenne twister。我同意这是可行的，但我很好奇……如果我说我们不需要tem，我错了吗plate元编程在编译时计算这个？Ref:@lordjohncena:
constexpr
函数在c++11中受到限制，但c++14允许以自然的方式编写。请参阅编辑。谢谢，如果可以的话，我会加倍投票！我同意这是可行的，但我很好奇……如果我说我们不需要模板元编程来计算这个，我错了吗编译时？Ref:@lordjohncena:
constexpr
函数在c++11中受到限制，但c++14允许以自然的方式编写。请参阅编辑。谢谢，如果可以的话，我会加倍投票！使用
constexpr
失败，即使没有它也会计算
x^x
@Jarod42好吧，我已经在IDE中将c++14设置为默认值，所以我是我的疏忽。关于什么它计算，它应该计算
x^x
，因为它只是一个如何实现这种机制的示例：）
std:：pow
不是
constexpr
。如果没有它，它会失败
constexpr
，即使没有它也会计算
x^x
@Jarod42。好吧，我在IDE中已经将c++14设置为默认值，所以我是我的疏忽。关于它所涉及的内容在计算机中，它应该计算
x^x
，因为它只是实现这种机制的一个示例：）
std:：pow
不是
constepr
。