如何驱动C#，C++或Java编译器在编译时计算1 + 2 + 3 + ...+ 1000？

java c# metaprogramming c++ compiler-construction

2022-08-31 08:49:36

在最近的一次采访中，我被问到一个非常奇怪的问题。面试官问我，如何仅使用编译器功能计算1+ 2 + 3 +...+1000。这意味着我不允许编写程序并执行它，但我应该编写一个程序，该程序可以驱动编译器在编译时计算此总和，并在编译完成时打印结果。作为提示，他告诉我，我可能会使用编译器的泛型和预处理器功能。可以使用C++，C#或Java编译器。任何想法???

这个问题与计算总和无关，这里不问任何循环。此外，应该注意的是，总和应该在编译期间计算。使用C++编译器指令仅打印结果是不可接受的。

阅读更多关于发布的答案，我发现使用C++模板解决编译过程中的问题称为元编程。这是Erwin Unruh博士在标准化C++语言的过程中偶然发现的一种技术。您可以在元编程的wiki页面上阅读有关此主题的更多信息。似乎可以使用java注释在Java中编写程序。你可以看看下面母马的答案。

一本关于C++元编程的好书就是这本书。如果有兴趣，值得一看。

一个有用的C++元编程库是Boost的MPL这个链接。

答案 1

更新现在具有改进的递归深度！适用于 MSVC10 和 GCC，无需增加深度。:)

简单的编译时递归 + 加法：

template<unsigned Cur, unsigned Goal>
struct adder{
  static unsigned const sub_goal = (Cur + Goal) / 2;
  static unsigned const tmp = adder<Cur, sub_goal>::value;
  static unsigned const value = tmp + adder<sub_goal+1, Goal>::value;
};

template<unsigned Goal>
struct adder<Goal, Goal>{
  static unsigned const value = Goal;
};

测试代码：

template<unsigned Start>
struct sum_from{
  template<unsigned Goal>
  struct to{
    template<unsigned N>
    struct equals;

    typedef equals<adder<Start, Goal>::value> result;
  };
};

int main(){
  sum_from<1>::to<1000>::result();
}

海湾合作委员会的输出：

错误：声明的结构 sum_from<1u>：：to<1000u>：：equals<500500u>”

Ideone上的活生生的例子。

MSVC10 的输出：

error C2514: 'sum_from<Start>::to<Goal>::equals<Result>' : class has no constructors
      with
      [
          Start=1,
          Goal=1000,
          Result=500500
      ]

答案 2

编译时出错的 C# 示例。

class Foo
{
    const char Sum = (1000 + 1) * 1000 / 2;
}

产生以下编译错误：

Constant value '500500' cannot be converted to a 'char'