模板生成一百个C回调函数，编译不慢答案

【问题标题】：Template generating a hundred C callback functions, without slow compilation模板生成一百个C回调函数，编译不慢
【发布时间】：2021-02-24 16:30:29
【问题描述】：

我需要将一百个回调函数的顺序传递给 C 库。我所有的回调都将非常相似，除了他们需要知道它注册了哪个“键”。 C API 不允许回传上下文。

换句话说，这就是 API：

void register_for_event(int event_type, void(*callback)());

我想出了这个模板元编程：

template<int event_type>
void event_handler() {
  std::cout << "Event: " << event_type << std::endl;
}

template <int n = 100>
void register_event_handlers() {
  register_for_event(n, event_handler<n>);
  register_event_handlers<n-1>();
}
template<> void register_event_handlers<0>(){}

但是有没有办法这样写：

更容易阅读
编译速度更快（使用 gcc 编译文件需要几秒钟）

任何版本的 C++，直到 C++20，都适合我。

我正在尝试避免使用宏，但我不清楚宏在这里有什么帮助。

我可以使用 shell 脚本生成代码。如果我找不到更好的 C++ 原生方式，我可能最终会这样做。但我也对其他可能的原生 C++ 方式感兴趣。

【问题讨论】：

我在您的示例代码中看不到任何需要在编译时识别的内容。所以一个循环和一个接受整数参数的函数在这里可以工作。也许你的例子太简单了？
@Wyck 整数参数也是event_handler 的模板参数。
是的。但是事件处理程序在我的控制之下，所以如果有另一个解决方案可以调用一个公共函数event_handler_for_all_events(int event_type)，那就太好了。
如果你愿意接受对 libffi 的依赖，你可以使用它的蹦床功能来生成这 100 个回调。我前段时间为此写了一个答案。
为你挖出来：C++ “Dynamic” function pointers for C callback functions

标签： c++ templates template-meta-programming

【解决方案1】：

这是一个 C++17 答案：

template <std::size_t... I>
void register_via_pack(std::index_sequence<I...>) {
    ( (register_for_event(I, event_handler<I>)),... );
}

register_via_pack(std::make_index_sequence<100>{});

它使用 C++17 折叠表达式扩展模板参数包。不确定它在您的场景中是否编译得更快，但在 g++ -O3 下它的速度要快 4 倍。即使在 -Og 下，它也会生成展开的代码而不是 100 深度递归。

在 C++11/C++14 下可以使用the trick here 做同样的事情。

您可以通过使用立即调用的可变参数模板化 lambda 函数来摆脱额外的函数，但它的可读性不会更高；)

【讨论】：

我怀疑这是最好的。 Clang（我认为是 GCC？）对 make_index_sequence 有特殊的编译器支持，与手动递归实例化相比，它大大减少了编译时间