Главная » C++ » Генерация LUT BitCount во время компиляции

Генерация LUT BitCount во время компиляции

Допустим, мне нужно создать LUT, содержащий предварительно вычисленные значения счетчика битов (число 1 бит в числе) для значений 0 … 255:

int CB_LUT[256] = {0, 1, 1, 2, ... 7, 8};

Если я не хочу использовать жестко запрограммированные значения, я могу использовать хорошее шаблонное решение Как посчитать количество установленных бит в 32-битном целом числе?

template <int BITS>
int CountBits(int val)
{
return (val & 0x1) + CountBits<BITS-1>(val >> 1);
}

template<>
int CountBits<1>(int val)
{
return val & 0x1;
}

int CB_LUT[256] = {CountBits<8>(0), CountBits<8>(1) ... CountBits<8>(255)};

Этот массив полностью вычисляется во время компиляции. Есть ли способ избежать длинного списка и создать такой массив, используя какие-то шаблоны или даже макросы (извините!), Что-то вроде:

Generate(CB_LUT, 0, 255);  // array declaration
...
cout << CB_LUT[255];       // should print 8

Заметки. Этот вопрос не о подсчете 1 бита в номере, он используется только в качестве примера. Я хочу сгенерировать такой массив полностью в коде, не используя внешние генераторы кода. Массив должен быть сгенерирован во время компиляции.

редактировать.
Чтобы преодолеть ограничения компилятора, я нашел следующее решение, основанное на
Код Bartek Banachewicz`:

#define MACRO(z,n,text) CountBits<8>(n)
int CB_LUT[] = {
BOOST_PP_ENUM(128, MACRO, _)
};
#undef MACRO

#define MACRO(z,n,text) CountBits<8>(n+128)
int CB_LUT2[] = {
BOOST_PP_ENUM(128, MACRO, _)
};
#undef MACRO

for(int i = 0; i < 256; ++i)   // use only CB_LUT
{
cout << CB_LUT[i] << endl;
}

Я знаю, что это, возможно, UB …

3

Решение

Это было бы довольно легко с использованием макросов (недавно вновь обнаруженных мной для моего кода) Boost.Preprocessor — я не уверен, что он подпадает под «без использования внешних генераторов кода».

PP_ENUM версия

Спасибо @TemplateRex за BOOST_PP_ENUMКак я уже сказал, я еще не очень опытен в PP :)

#include <boost/preprocessor/repetition/enum.hpp>

// with ENUM we don't need a comma at the end
#define MACRO(z,n,text) CountBits<8>(n)
int CB_LUT[256] = {
BOOST_PP_ENUM(256, MACRO, _)
};
#undef MACRO

Основное отличие с PP_ENUM является то, что он автоматически добавляет запятую после каждого элемента и удаляет последний.

PP_REPEAT версия

#include <boost/preprocessor/repetition/repeat.hpp>

#define MACRO(z,n,data) CountBits<8>(n),
int CB_LUT[256] = {
BOOST_PP_REPEAT(256, MACRO, _)
};
#undef MACRO

замечания

Это на самом деле очень просто и легко в использовании, хотя вам решать, будете ли вы принимать макросы. Я лично много боролся с Boost.MPL и шаблонными технологиями, чтобы найти решения PP, легкие для чтения, короткие и мощные, особенно для таких перечислений. Дополнительным важным преимуществом PP над TMP является время компиляции.

Что касается запятой в конце, то все разумные компиляторы должны ее поддерживать, но если у вас нет, просто измените число повторений на 255 и добавьте последний случай вручную.

Вы также можете переименовать MACRO чтобы что-то значимое, чтобы избежать возможных переопределений.

5

Другие решения

Мне нравится делать это так:

#define MYLIB_PP_COUNT_BITS(z, i, data) \
CountBits< 8 >(i)

int CB_LUT[] = {
BOOST_PP_ENUM(256, MYLIB_PP_COUNT_BITS, ~)
};

#undef MYLIB_PP_COUNT_BITS
  • Разница с BOOST_PP_REPEAT в том, что BOOST_PP_ENUM генерирует разделенную запятыми последовательность значений, поэтому не нужно беспокоиться о поведении запятой и последнем случае.
  • Кроме того, рекомендуется сделать ваши макросы действительно громкими и неприятными, используя схему именования NAMESPACE_PP_FUNCTION.
  • маленькая вещь конфигурации, чтобы опустить [256] в пользу [] в размере массива, так что вы можете легко изменить его позже.
  • Наконец, я бы порекомендовал сделать ваш CountBit шаблон функции constexpr так что вы также можете инициализировать константные массивы.
2

Источник
Web-Answers © 2024 Наверх