如何无需中间变量初始化含数组的constexpr结构体？

针对你的需求，以下几种方案可以避免使用中间变量，同时满足constexpr初始化的要求，你可以根据实际场景选择：

方案1：使用std::initializer_list<const int>作为成员类型 #

这是最简洁的写法，直接支持列表初始化，完全不需要中间变量，且兼容C++11及以上的constexpr规则：

#include <initializer_list>

struct MyStruct {
    std::initializer_list<const int> a;
    std::initializer_list<const int> b;
    // ... 其他类数组字段
};

constexpr MyStruct foo{
    .a = {1,2,3}, // 直接初始化，无需中间变量
    .b = {5,6}
};

constexpr MyStruct bar{
    .a = {1,2},
    .b = {1,2,3,4,5}
};

注意：std::initializer_list的底层数组在constexpr初始化语境下会被编译器视为静态存储期的常量，因此结构体成员的引用是安全的；但如果在运行时用非常量表达式初始化，需要注意临时数组的生命周期问题——不过你的场景是constexpr初始化，所以无需担心。

方案2：用constexpr lambda配合std::span #

如果必须保留std::span作为成员类型，可以通过constexpr lambda内部定义static constexpr数组来规避中间变量，数组的静态存储期能保证std::span绑定的有效性：

#include <span>

struct MyStruct {
    std::span<const int> a;
    std::span<const int> b;
    // ... 其他类数组字段
};

constexpr MyStruct foo{
    .a = []() constexpr { static constexpr auto arr = {1,2,3}; return std::span{arr}; }(),
    .b = []() constexpr { static constexpr auto arr = {5,6}; return std::span{arr}; }()
};

constexpr MyStruct bar{
    .a = []() constexpr { static constexpr auto arr = {1,2}; return std::span{arr}; }(),
    .b = []() constexpr { static constexpr auto arr = {1,2,3,4,5}; return std::span{arr}; }()
};

lambda内部的static constexpr数组拥有静态存储期，因此std::span的引用在整个程序生命周期内有效，且完全符合constexpr要求。

方案3：模板化结构体，使用std::array作为成员 #

如果每个结构体实例的数组字段大小是固定的，可以将结构体模板化，用对应大小的std::array作为成员，既类型安全又无需中间变量：

#include <array>

template<size_t SizeA, size_t SizeB>
struct MyStruct {
    std::array<int, SizeA> a;
    std::array<int, SizeB> b;
    // ... 其他类数组字段可添加更多模板参数
};

// 显式指定数组大小，直接初始化
constexpr MyStruct<3,2> foo{
    .a = {1,2,3},
    .b = {5,6}
};

constexpr MyStruct<2,5> bar{
    .a = {1,2},
    .b = {1,2,3,4,5}
};

缺点：不同大小的数组会生成不同的结构体类型，如果需要统一类型的结构体实例，这个方案不适用；但如果每个实例的数组大小固定，这是类型最安全的选择。

方案4：C++23环境下用std::to_array配合std::span #

如果你的项目已经升级到C++23，可以直接用std::to_array生成临时数组并绑定到std::span，编译器会在constexpr语境下将临时数组优化为静态存储的常量：

#include <span>
#include <array> // 用于std::to_array

struct MyStruct {
    std::span<const int> a;
    std::span<const int> b;
    // ... 其他类数组字段
};

constexpr MyStruct foo{
    .a = std::span{std::to_array<const int>({1,2,3})},
    .b = std::span{std::to_array<const int>({5,6})}
};

注意：需要确保编译器支持C++23（如GCC 12+、Clang 15+、MSVC 2022+）。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者MilesF