Std::log2 и constexpr

@Renji · Регистрация: 05.06.2014

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Я бы хотел прояснить пару моментов по std::log2.
1) Это constexpr функция? Выставил gcc ключ pedantic, вбил int test[(int)std::log2(1234)];, вроде работает, на VLA не ругается. Но на en.cppreference.com про constexpr ничего не нашел.
2) Гарантируется ли где либо что для степеней двойки эта функция возвращает точный результат? То есть, что std::log2(4) равно двум, а не 1.9999999999.

Evg · 31.12.2017, 12:32

gcc по умолчанию стандартные функции превращает в builtin'ы. std::log2 скорее всего содержит в себе вызов log2 из math.h, его gcc превратит в __builtin_log2, а затем сделает свёртку констант

Попробуй подать опцию -fno-builtin, это свойство отключится и скорее всего будет ошибка компиляции

@Renji · 31.12.2017, 13:02 **[ТС]**

Сообщение от Evg

Попробуй подать опцию -fno-builtin, это свойство отключится и скорее всего будет ошибка компиляции

g++ -pedantic -fno-builtin -std=c++11 test.cpp -o /dev/null
Никаких ошибок и варнингов. При том что если задать размер массива переменной, то как и положено плюнется варнингом.

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
#include<cmath>
#include<iostream>
 
int main()
{
    int test[(int)std::log2(1234)]={0};
    std::cout<<test[0];
}

Evg · 31.12.2017, 13:47

Так в этом тесте у тебя log2 используется в качестве размерности VLA-массива (конкретно в gcc). Для правильности построения теста массив нужно сделать глобальной переменной. Правда -fno-builtin по прежнему не помогает

Добавлено через 3 минуты
Если тест переписать так (тут важно, что константу подставил 512.0)

C++
#include <cmath>
 
char test[(int)std::log2(512.0)]={0};
int main()
{
  return 0;
}

Code
$ g++-5 -std=c++11 t.cc
<ok>
 
$ g++-5 -std=c++11 t.cc -fno-builtin
t.cc:4:32: error: array bound is not an integer constant before ']' token
 char test[(int)std::log2(512.0)]={0};
                                ^

Однако если константу оставить в виде "512", то падения нет. По правилам Си++ для "512.0" вызовется "double std::log2 (double)". А что вызовется для int'овой константы?

Добавлено через 8 минут
Наткнулся в /usr/include/c++/5/cmath на такую конструкцию

C++
  template<typename _Tp>
    constexpr typename __gnu_cxx::__enable_if<__is_integer<_Tp>::__value,.
                                              double>::__type
    log2(_Tp __x)
    { return __builtin_log2(__x); }

вероятно, для int'а используется именно это. Но -fno-builtin по логике должно было примениться

@Renji · 31.12.2017, 14:07 **[ТС]**

Сообщение от Evg

А что вызовется для int'овой константы?

double log2( Integral arg );
Хм, действительно, с double аргументом фокус не прокатывает.

Evg · 31.12.2017, 14:45

C++
#include <cmath>
 
extern double ddd;
extern int iii;
double qqqd = std::log2 (ddd);
double qqqi = std::log2 (iii);

Code
$ g++-5 -std=c++11 t.cc -S
 
$ cat t.s
...
_Z41__static_initialization_and_destruction_0ii:
...
        movq ddd(%rip), %rax
        movq %rax, -16(%rbp)
        movsd -16(%rbp), %xmm0
        call log2
        movq %xmm0, %rax
        movq %rax, qqqd(%rip)
...
        movl iii(%rip), %eax
        movl %eax, %edi
        call _ZSt4log2IiEN9__gnu_cxx11__enable_ifIXsrSt12__is_integerIT_E7__valueEdE6__typeES3_
        movq %xmm0, %rax
        movq %rax, qqqi(%rip)
...

Т.е. для double логарифм вычисляется через __builtin_log2, который в итоговом коде и раскрывается в вызов log2, на который влияет опция -fno-builtin. А вот для int'а используется функция, тела которой в хидерах нет. Вероятно, gcc с ней работает по отдельной ветке, опция -fno-builtin на эту ветку не влияет, возможно, что есть какая-то другая опция, которая влияет

@lArtl · 31.12.2017, 16:33

1. Поставь constexpr. Если скомпилится, что это будет гарантией, что функция constexpr.

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
#include<cmath>
#include<iostream>
 
int main()
{
    constexpr auto test = std::log2(1234);
    std::cout << test ;
}

Добавлено через 2 минуты
В gcc - constexpr.
В vc++ (2015) - не constexpr.

Evg · 31.12.2017, 16:41

Сообщение от lArtl

Если скомпилится, что это будет гарантией, что функция constexpr

Я так понимаю, ТС хотел узнать как это выглядит с точки зрения стандарта. Просто всё переросло в "почему так на gcc"

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Установка Android SDK, NDK, JDK, CMake и т.д. 8Observer8 25.01.2026 Содержание блога Перейдите по ссылке: https:/ / developer. android. com/ studio и в самом низу страницы кликните по архиву "commandlinetools-win-xxxxxx_latest. zip" Извлеките архив и вы увидите. . .	Вывод текста со шрифтом TTF на Android с помощью библиотеки SDL3_ttf 8Observer8 25.01.2026 Содержание блога Если у вас не установлены Android SDK, NDK, JDK, и т. д. то сделайте это по следующей инструкции: Установка Android SDK, NDK, JDK, CMake и т. д. Сборка примера Скачайте. . .	Использование SDL3-callbacks вместо функции main() на Android, Desktop и WebAssembly 8Observer8 24.01.2026 Содержание блога Если вы откроете примеры для начинающих на официальном репозитории SDL3 в папке: examples, то вы увидите, что все примеры используют следующие четыре обязательные функции, а. . .	моя боль iceja 24.01.2026 Выложила интерполяцию кубическими сплайнами www. iceja. net REST сервисы временно не работают, только через Web. Написала за 56 рабочих часов этот сайт с нуля. При помощи perplexity. ai PRO , при. . .
Модель сукцессии микоризы anaschu 24.01.2026 Решили писать научную статью с неким РОманом	http://iceja.net/ математические сервисы iceja 20.01.2026 Обновила свой сайт http:/ / iceja. net/ , приделала Fast Fourier Transform экстраполяцию сигналов. Однако предсказывает далеко не каждый сигнал (см ограничения http:/ / iceja. net/ fourier/ docs ). Также. . .	http://iceja.net/ сервер решения полиномов iceja 18.01.2026 Выкатила http:/ / iceja. net/ сервер решения полиномов (находит действительные корни полиномов методом Штурма). На сайте документация по API, но скажу прямо VPS слабенький и 200 000 полиномов. . .	Расчёт переходных процессов в цепи постоянного тока igorrr37 16.01.2026 / * Дана цепь(не выше 3-го порядка) постоянного тока с элементами R, L, C, k(ключ), U, E, J. Программа находит переходные токи и напряжения на элементах схемы классическим методом(1 и 2 з-ны. . .

@Renji 2784 / 1937 / 570 Регистрация: 05.06.2014 Сообщений: 5,602

	Std::log2 и constexpr 31.12.2017, 12:26. Показов 2980. Ответов 7 Метки нет (Все метки) Я бы хотел прояснить пару моментов по std::log2. 1) Это constexpr функция? Выставил gcc ключ pedantic, вбил int test[(int)std::log2(1234)];, вроде работает, на VLA не ругается. Но на en.cppreference.com про constexpr ничего не нашел. 2) Гарантируется ли где либо что для степеней двойки эта функция возвращает точный результат? То есть, что std::log2(4) равно двум, а не 1.9999999999. 0

Evg 21281 / 8305 / 637 Регистрация: 30.03.2009 Сообщений: 22,660 Записей в блоге: 30
	31.12.2017, 12:32
	gcc по умолчанию стандартные функции превращает в builtin'ы. std::log2 скорее всего содержит в себе вызов log2 из math.h, его gcc превратит в __builtin_log2, а затем сделает свёртку констант Попробуй подать опцию -fno-builtin, это свойство отключится и скорее всего будет ошибка компиляции 0

Evg 21281 / 8305 / 637 Регистрация: 30.03.2009 Сообщений: 22,660 Записей в блоге: 30
	31.12.2017, 13:47
	Так в этом тесте у тебя log2 используется в качестве размерности VLA-массива (конкретно в gcc). Для правильности построения теста массив нужно сделать глобальной переменной. Правда -fno-builtin по прежнему не помогает Добавлено через 3 минуты Если тест переписать так (тут важно, что константу подставил 512.0) C++ #include <cmath> char test[(int)std::log2(512.0)]={0}; int main() { return 0; } Code $ g++-5 -std=c++11 t.cc <ok> $ g++-5 -std=c++11 t.cc -fno-builtin t.cc:4:32: error: array bound is not an integer constant before ']' token char test[(int)std::log2(512.0)]={0}; ^ Однако если константу оставить в виде "512", то падения нет. По правилам Си++ для "512.0" вызовется "double std::log2 (double)". А что вызовется для int'овой константы? Добавлено через 8 минут Наткнулся в /usr/include/c++/5/cmath на такую конструкцию C++ template<typename _Tp> constexpr typename __gnu_cxx::__enable_if<__is_integer<_Tp>::__value,. double>::__type log2(_Tp __x) { return __builtin_log2(__x); } вероятно, для int'а используется именно это. Но -fno-builtin по логике должно было примениться 1

Evg 21281 / 8305 / 637 Регистрация: 30.03.2009 Сообщений: 22,660 Записей в блоге: 30
	31.12.2017, 14:45
	Сообщение было отмечено Renji как решение Решение C++ #include <cmath> extern double ddd; extern int iii; double qqqd = std::log2 (ddd); double qqqi = std::log2 (iii); Code $ g++-5 -std=c++11 t.cc -S $ cat t.s ... _Z41__static_initialization_and_destruction_0ii: ... movq ddd(%rip), %rax movq %rax, -16(%rbp) movsd -16(%rbp), %xmm0 call log2 movq %xmm0, %rax movq %rax, qqqd(%rip) ... movl iii(%rip), %eax movl %eax, %edi call _ZSt4log2IiEN9__gnu_cxx11__enable_ifIXsrSt12__is_integerIT_E7__valueEdE6__typeES3_ movq %xmm0, %rax movq %rax, qqqi(%rip) ... Т.е. для double логарифм вычисляется через __builtin_log2, который в итоговом коде и раскрывается в вызов log2, на который влияет опция -fno-builtin. А вот для int'а используется функция, тела которой в хидерах нет. Вероятно, gcc с ней работает по отдельной ветке, опция -fno-builtin на эту ветку не влияет, возможно, что есть какая-то другая опция, которая влияет 1

Std::log2 и constexpr

Решение