如何从 std::set 获取 constexpr 大小，并使用它返回一个 std::array ，其中包含 C++23 中 std::set 中的元素数量？

Question

如何从

constexpr

获得

size

std::set

，我可以用它来返回

std::array

，其中包含 C++23 或未来 C++ 中

std::set

中的元素数量26，只要受到

G++

或

Clang

？

的支持

用例是一个

constexpr

解析器，它返回一个“复杂”对象，其中包含数量灵活的各种元素。

我看到了 我可以制作 std::set 的 constexpr 对象吗？，这似乎是在类似的方向上，但我在返回值中已经用

std::set

替换了

frozen::set

。 然而，不知何故我必须确定它的大小参数。

frozen

顺便说一句来自https://github.com/serge-sans-paille/frozen.

因为

std::set

没有

constexpr

size

方法，我尝试在中间放一个

std::vector

，这显然没有帮助。

我有一些简化的代码：

#include <algorithm>
#include <array>
#include <set>
#include <string_view>
#include <vector>
#include <frozen/set.h>
#include <frozen/bits/basic_types.h>

using namespace std::string_view_literals;

constexpr auto test(const std::string_view input) {
        std::set<std::string_view> my_set;
        my_set.emplace(input); // For sure the reality is more complicated and can lead to a flexible number of elements
        constexpr std::vector<std::string_view> my_vec(my_set.begin(), my_set.end());
        constexpr std::array<std::string_view, my_vec.size()> my_arr{};
        std::copy_n(my_vec.begin(), my_vec.size(), my_arr.begin());
        constexpr frozen::bits::carray<std::string_view, my_vec.size()> my_carr(my_arr);
        return frozen::set<std::string_view, my_vec.size()>(my_carr);
}

int main() {
        constexpr auto frozen_set = test("test"sv);
        return 0;
}

即使我使用 G++ 的开发版本（14.0.1），我也会收到以下错误：

test.cpp: In function ‘constexpr auto test(std::string_view)’:
test.cpp:14:68: error: temporary of non-literal type ‘std::set<std::basic_string_view<char> >::iterator’ {aka ‘std::_Rb_tree<std::basic_string_view<char>, std::basic_string_view<char>, std::_Identity<std::basic_string_view<char> >, std::less<std::basic_string_view<char> >, std::allocator<std::basic_string_view<char> > >::const_iterator’} in a constant expression
   14 |         constexpr std::vector<std::string_view> my_vec(my_set.begin(), my_set.end());
      |                                                        ~~~~~~~~~~~~^~
In file included from /usr/include/c++/14/set:62,
                 from test.cpp:3:
/usr/include/c++/14/bits/stl_tree.h:324:12: note: ‘std::_Rb_tree_const_iterator<std::basic_string_view<char> >’ is not literal because:
  324 |     struct _Rb_tree_const_iterator
      |            ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
/usr/include/c++/14/bits/stl_tree.h:324:12: note:   ‘std::_Rb_tree_const_iterator<std::basic_string_view<char> >’ is not an aggregate, does not have a trivial default constructor, and has no ‘constexpr’ constructor that is not a copy or move constructor
test.cpp:16:59: error: request for member ‘begin’ in ‘my_arr’, which is of non-class type ‘const int’
   16 |         std::copy_n(my_vec.begin(), my_vec.size(), my_arr.begin());
      |                                                           ^~~~~

如果第 14 行中的错误得到解决，可能我会自己完成剩下的工作。

Answer 1

不能在常量表达式中使用

std::set

，因为它的成员函数都没有标记为

constexpr

。

作为解决方法，您可以创建一个

std::vector

并通过排序和删除重复元素来“设置”它：

template <typename T>
void setify(std::vector<T>& v) {
    std::ranges::sort(v);
    // Eliminate non-unique elements, which generates some garbage towards the end.
    auto one_past_unique_elements = std::ranges::unique(v).begin();
    // Reduce the size of the vector to get rid of the garbage.
    v.erase(one_past_unique_elements, v.end());
}

---

注意：据我所知，没有任何针对 C++26 的提案可以向关联容器添加

constexpr

功能。我确信这存在一些实现困难，例如某些标准库直接在容器中保留“结束节点”。也许在P2738R1之后有可能：

constexpr

从

void*

演员。