编译时单例多于一次实例化检测答案

【问题标题】：Compile-time singleton more-than-one-time-instantiation detection编译时单例多于一次实例化检测
【发布时间】：2012-09-18 15:02:52
【问题描述】：

是否可以创建一个模板元构造，它可以在第一次（或前 n 次）被调用时采用一个执行路径，如果它被多次调用（超过 n 次）则采用另一个执行路径？

【问题讨论】：

@BasileStarynkevitch 一个小例子？请。

标签： c++ templates c++11

【解决方案1】：

没有。模板仅在编译时进行评估。

问题是关于运行时发生的事情（执行路径）。
现在应该很有可能在代码中构建这个结构，但它不是模板元结构（虽然它可以是模板元程序的一部分，但进行测试的代码将是运行时代码（即普通代码） ))。

【讨论】：

但是编译器会优化例如if 带有常量模板参数等。
@BasileStarynkevitch：正如您在评论中也逃避（编译器会优化）它无法在运行时评估内容。模板评估仅在编译时完成。
然而，它会优化常量（希望如此）并消除在特定实例中无法到达的路径。但是，指示这是第一个实例还是另一个实例的变量不是常量。

【解决方案2】：

您可以使用模板来实现路径的编译时间决策，就像在这个示例中使用模板专业化：

template <bool whichOne>
class ExecutionExampleImpl;

template <>
class ExecutionExampleImpl<true> {
public:
  static void doIt() {
    std::cout << "Do it for the first time(s)\n";   
  }
};

template <>
class ExecutionExampleImpl<false> {
public:
  static void doIt() {
    std::cout << "Do it for the second time(s)\n";   
  }
};


template <unsigned execution>
void executionExample()
{
   const unsigned ExecutionExampleFirstLimit = 3;

   ExecutionExampleImpl<execution <= ExecutionExampleFirstLimit>::doIt();
}

int main() {
   executionExample<1>();
   executionExample<2>();
   executionExample<3>();
   executionExample<4>();
   executionExample<5>();
   executionExample<6>();
}

但是我相信您更喜欢运行时决策。您可以使用静态局部变量来实现：

void executionExample()
{
   const unsigned ExecutionExampleFirstLimit = 3;
   static unsigned executionCounter = 0;
   if (executionCounter++ <  ExecutionExampleFirstLimit)
   {
      std::cout << "Do it for the first time(s)\n";   
   }
   else
   {
       std::cout << "Do it for the second time(s)\n";   
   }
}

int main() {
   for (unsigned int i = 0; i < 6; ++i)
      executionExample();
}

【讨论】：

executionExample() 和 executionExample() 等都是不同的函数。这些函数中的每一个在每次执行时都采用完全相同的路径。
@Predrag 对于1,2,3，他们走一条路，而4,5,6,.... 他们走另一条路。参见编译时条件execution <= ExecutionExampleFirstLimit。但实际上，它们是执行一项或其他任务的不同功能。

【解决方案3】：

这个问题与两个明显不相关的事情相匹配：模板由编译器实例化（不是执行），所需的实例在运行时执行 - 机器时间（不是编译器）。

您可以做一个模板，根据常量值进行不同的实例化。如果这些实例是递归的，那么您就有一种“编译时执行”来决定要实例化什么。

std::conditional 是一个很好的示例。

【讨论】：

【解决方案4】：

在一般情况下，是否遵循特定路径以及遵循多少次，可以在运行时决定——如果函数调用在if 语句的主体中，举一个明显的例子。然而，任何依赖于模板（及其参数）的指令执行流程的构造都必须在编译时知道这一点。所以不，不能这样做。

【讨论】：