如何基于kokkos/mdspan参考实现创建constexpr std::experimental::mdarray？

问题背景 #

尝试基于mdspan参考实现创建constexpr的std::experimental::mdarray时遇到两个问题：

• 直接使用默认模板参数的mdarray，哪怕指定静态扩展（如extents<size_t,1,1>），底层也会用std::vector存储，导致constexpr初始化失败
• 手动指定std::array作为存储容器虽然可行，但需要自行计算总元素数；且遇到动态扩展时必须切换回std::vector，这种容器类型的手动切换对混合动态/静态扩展的模板类很不友好

自定义解决方案 #

我实现了一个模板别名，自动根据扩展类型选择合适的存储容器：

constexpr auto statistics_number_to_extent_size(const auto statistics_number) {
  assert(statistics_number >= 0);
  return statistics_number < std::numeric_limits<decltype(statistics_number)>::max()
             ? statistics_number
             : std::dynamic_extent;
}

template <typename T, typename L = std::experimental::layout_right, auto... Ns>
using ConstExprMdArray = std::experimental::mdarray<
    T,
    std::experimental::extents<std::size_t, statistics_number_to_extent_size(Ns)...>,
    L,
    std::conditional_t<(... || (Ns >= std::numeric_limits<decltype(Ns)>::max())),
                       std::vector<T>, std::array<T, (... * Ns)>>>;

// 使用示例
ConstExprMdArray<float, std::experimental::layout_right, 1, 1> test_array;

该方案的核心逻辑：

1. 通过statistics_number_to_extent_size将标记为“最大值”的参数转换为std::dynamic_extent，用于表示动态维度
2. 利用折叠表达式判断是否存在动态维度：只要有一个维度是动态的，就用std::vector；否则用std::array并自动计算总大小

疑问 #

虽然自定义方案能解决问题，但我认为应该有更便捷的默认实现方式，不需要用户手动处理容器类型的条件选择。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Torsten Knodt