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我正在查看std::ratio<>C++11 标准中允许进行编译时有理算术的类。

我发现模板设计和用类实现的操作过于复杂，并且没有找到任何理由不能通过实现一个非常简单的有理类并constexpr为运算符定义函数来使用更直接和直观的方法。结果将是一个更易于使用的类，并且编译时优势将保持不变。

std::ratio<>与使用 的简单类实现相比，有人知道当前设计的优势constexpr吗？实际上，我无法找到当前实施的任何优势。

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当N2661被提出时，没有一个提案作者能够访问一个实现了constexpr. 我们没有人愿意提出我们无法构建和测试的东西。因此，是否可以完成更好的设计constexpr甚至不是设计考虑的一部分。该设计仅基于作者当时可用的那些工具。

于 2012-09-07T22:22:00.647 回答
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constexpr 解决方案解决了完全不同的问题。std::ratio创建它是为了用作使用不同单位的变量之间的桥梁，而不是作为数学工具。在这些情况下，您绝对希望比率成为类型的一部分。constexpr 解决方案在那里不起作用。例如，如果没有运行时空间和运行时成本，就不可能实现std::duration，因为每个持续时间对象都需要在对象内携带其提名/分母信息。

于 2012-09-07T23:25:52.087 回答
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为运算符定义 constexpr 函数

您仍然可以在现有的基础上执行此操作std::ratio：

#include <ratio>

// Variable template so that we have a value
template< 
    std::intmax_t Num, 
    std::intmax_t Denom = 1 
>
auto ratio_ = std::ratio<Num, Denom>{};

// Repeat for all the operators
template< 
    std::intmax_t A, 
    std::intmax_t B,
    std::intmax_t C,
    std::intmax_t D
>
constexpr typename std::ratio_add<std::ratio<A, B>, std::ratio<C, D>>::type
operator+(std::ratio<A, B>, std::ratio<C, D>) {}

// Printing operator
template< 
    std::intmax_t A, 
    std::intmax_t B
>
std::ostream &operator<<(std::ostream &os, std::ratio<A, B> r) {
    return os << decltype(r)::num << "/" << decltype(r)::den;
}

#include <iostream>


int main() {
    std::cout << ratio_<1,2> + ratio_<1,3> << std::endl;
    return 0;
}

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于 2018-06-08T22:06:02.663 回答
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std::ratio借助模板元编程和类型操作，其周围的机制将始终在编译时运行。仅当 C++ 工具（例如模板参数或初始化变量）constexpr需要常量表达式时，才需要在运行时运行。constexpr

那么哪个对您更重要：编译时执行，还是“更直接和直观”？

于 2012-09-07T21:48:59.003 回答