Можно ли инициализировать статический массив алгоритмом?

Question

[Sh0ttky]

Если мне нужно заполнить статический массив скажем 8000 известными числами, предоставляют ли языки c и c++ (предпочтительно си) какие-либо инструменты для этого?

т.е. заполнять не так
static const int a[3] = {1 , 2, 3};

а написать что-то типа

static const int a[50];
for (int i = 0; i < 50; i++) a[i] = i;

int main() {...}

понятно, что можно заполнить заголовочный файл скриптом, но интересна возможность сделать это именно компилятором.

Answer 1

[Антон Жилин]

В C++14 для этого есть constexpr-функции:

#include <iostream>
#include <array>

template<typename T, size_t n>
constexpr T& at(std::array<T, n>& a, size_t i) {
    return const_cast<T&>(static_cast<const std::array<T, n>&>(a)[i]);
}

template<typename T, size_t n>
constexpr const T& at(const std::array<T, n>& a, size_t i) {
    return a[i];
}

constexpr std::array<int, 20> generate_fib() {
    auto result = std::array<int, 20>{};
    for (size_t i = 0; i < 20; ++i) {
        if (i < 2) {
            at(result, i) = 1;
        } else {
            at(result, i) = at(result, i-1) + at(result, i-2);
        }
    }
    return result;
}

constexpr static const auto fib = generate_fib();

int main()
{
    for (auto elem : fib) {
        std::cout << elem << ' ';
    }
    return 0;
}

Скомпилировать онлайн на GCC6.

Ограничения:

1. В C++14 не предусмотрели constexpr для std::array::operator[]. Обещают исправить в C++17, а пока имеем костыль в виде функции at.
   
2. Ни одна из текущих версий Visual Studio не способна скомпилировать данный код. M$ не дружит с constexpr.
   

Comments

[Adamos]

Замечу также, что автор хотел "чтобы он загнал это в секцию данных".
Разве этот код создаст данные не в динамической памяти?

[Антон Жилин]

Adamos: Нужно тестировать. std::array - это агрегатный тип из int, так что теоретически может загнать в .rodata. А вот в .data загнать обязан: static const же. Напомню, что это не std::vector, а просто блок из 50 int-ов.

[Adamos]

Антон Жилин: Полагаю, будет зависеть от конкретной версии конкретного компилятора.

[Sh0ttky]

Ответ некорректен.
Constexpr - функция не может содержать локальных переменных, циклов и т.д.
Т.е. это не инструмент, а иллюзия инструмента (как и многое в с++).

Например

constexpr int generateMyArray()
{
	int a = 0;
	return 0;
}

не скомпилируется.

[Антон Жилин]

Sh0ttky: Комментарий некорректен. В C++14 возможности constexpr расширены, теперь там разрешено всё, кроме: virtual, asm, goto, try-catch, static vars. Плюс, можно работать только с literal types.

[Даниил Демидко]

Любимые плюсы как всегда впереди всех)

[Sh0ttky]

напишите простой пример по теме вопроса на любимых плюсах, и я поставлю вам "ответ". Пока что я вижу, что constexpr только лишь перекладывает работу компилятора на программиста. Ваш "ответ" вероятно будет содержать нехилый каскад из шаблонов. И конечно же, чтобы ответ был реально корректным, нужно посмотреть его ассемблерный листинг (сделаю сам если угодно).

[Антон Жилин]

Sh0ttky: coliru.stacked-crooked.com/a/944b535a8131ab77

[Антон Жилин]

Sh0ttky: Заняло немало времени, чтобы на самом деле в этом разобраться. Во-первых, в C++14 у класса std::array нет constexpr operator[], хотя мог бы быть! Пришлось велосипедить с функцией at. Во-вторых, VS2015 и VS2017 падают при попытке скомпилировать этот код. На лицо баг. Оба этих ограничения добавлю в ответ.

[Sh0ttky]

на GCC 4.9 отказ от компиляции.
дизассемблер вывода GCC 6 действительно содержит массив в секции данных.
coliru.stacked-crooked.com/a/2938c6a9a1c47676

[Sh0ttky]

спасибо за отличный ответ!

Answer 2

[Дмитрий]

Что мешает написать ф-цию?

Comments

[Sh0ttky]

так можно явно намекнуть компилеру, чтобы он загнал это в секцию данных?

Answer 3

[Дмитрий]

Возможно вы ищете метапрограммирование?

Comments

[Sh0ttky]

именно

Answer 4

[Adamos]

Напишите простенький скрипт, который создает .h-файл с объявлением и всеми данными этого массива. Делов-то.
Аналогично в код подключается, например, графика в формате XPM.

Comments

[Sh0ttky]

интересна возможность сделать это именно компилятором