如何在模板中定義浮點常量。避免在運行時強制轉換

Question

說我有一個簡單的函數，它是這樣的：

template<typename T> 
T get_half(T a){ 
    return 0.5*a; 
} 

這個功能通常將T爲雙或浮點數進行評估。 該標準規定0.5將是一個雙精度浮點數（0.5f）。 如何編寫上面的代碼，以使0.5總是T型的，這樣在評估產品或返回時就不會有投射？ 我想要的是0.5在編譯時是T的常量。這個問題的關鍵是我想在運行時避免轉換。

例如，如果我寫的：

template<typename T> 
T get_half(T a){ 
    return T(0.5)*a; 
} 

我可以絕對肯定的是T（0.5）在編譯時評價？如果不是，那麼完成此操作的正確方法是什麼？如果需要，我可以使用C++ 11。

預先感謝您。

在C++ 11我有一個numeric_traits類的東西如下（頭文件內）

template<typename Scalar> 
struct numeric_traits{ 
    static constexpr Scalar one_half = 0.5; 
    //Many other useful constants .... 
}; 

所以我的代碼中我會爲使用：

template<typename T> 
T get_half(T a){ 
    return numeric_traits<T>::one_half*a; 
} 

這做什麼我希望ie 0.5在編譯時以我需要的精度解決，並且在運行時不會發生強制轉換。然而，缺點是：

• 我需要每次我需要一個新的常數
• 的sintax時間修改numeric_traits可能過於冗長煩人？ （當然不是一個大問題）
• 這將是很好也許有這樣的：常量（0.5），它在運行時解析爲T型。

再次提前謝謝。

Answer 1

沒有也不可能有任何方法迫使常量在運行時永遠不能計算，因爲有些機器根本沒有單個指令來加載所有可能的類型值。例如，機器可能只有一個16位加載常量指令，其中0x12345678需要在運行時計算爲0x1234 << 16 | 0x5678。或者，這樣一個常量可能會從內存中加載，但這可能比計算成本更高。

你需要相信你的編譯器。在可行的系統上，任何具有任何優化量的編譯器都會按照與0.5f相同的方式翻譯T(0.5)，假設T爲float。並且0.5f將以您的平臺最明智的方式進行計算。這可能涉及將其加載爲常量，或者可能涉及計算它。或者誰知道，你的編譯器可能會將T(0.5)*a更改爲a/2，如果它給出相同的結果。

在你的問題中，你給出了一個添加numeric_traits輔助類的例子。這是IMO的做法。在這種constexpr有差別極不可能的情況下，你可以只寫

template <typename T> 
T get_half(T a) { 
    constexpr T half = 0.5; 
    return half * a; 
} 

然而，這仍然弊大於利，在我看來：你get_half現在可以不再與非文字類型的使用。它要求該類型支持在常量表達式中從double轉換。假設你有一個任意精度的rational類型，但沒有考慮constexpr。現在您的get_half不能使用，因爲初始化constexpr T half = 0.5;無效，即使0.5 * a可能已編譯。

即使您的numeric_traits輔助類也是如此;它不是僅僅因爲我將它移入函數體而失效。