如何在不更改其余代码的情况下将 C++ 模板替换为 C 兼容？答案

【问题标题】：How to replace C++ templates to be C compatible without changing the rest of the code?如何在不更改其余代码的情况下将 C++ 模板替换为 C 兼容？
【发布时间】：2020-02-10 14:53:25
【问题描述】：

我正在编写 C++ 编写的代码，并尝试将其转换为 C 以在嵌入式平台上构建。

我想知道如何在不更改其余代码的情况下有效地转换模板以在 C 中执行相同的功能。

这是我项目中的示例文件：

template <typename T,int width,int depth>
void relu(T arr[][width][depth],T layermap[][width][depth]){
     for(int k=0;k<depth;k++)
     {
       for(int j=0;j<width;j++)
       {
           for (int i=0;i<width;i++)
           {
              /*max*/
             layermap[i][j][k]=((arr[i][j][k]>0)? arr[i][j][k]:0);
           }
       }
     }

}

【问题讨论】：

手动专门化所有模板（并准备很多其他工作）
一个题外话，但我强烈建议将 for 循环反转为 i,j,k 而不是 k,j,i。然后它将访问具有热 CPU 高速缓存行的连续内存区域。性能提升将是显着的。
准备复制很多代码。说真的，为什么要这样做？为什么不直接使用 C++ 代码并添加包装器以从 C 调用它？
@KareemAbdelmoniem "@RichardCritten 我怎么能做这样的事情？" - 需要大量繁重的手工工作。C++ 模板的发明是出于原因。避免大量的手工工作。没有模板？欢迎回来手工工作。
@Jarod42 问题是多维数组（而不是指针的指针）不能在 C 中作为参数传递。 不，它是 C++ 不支持VLA。见stackoverflow.com/questions/48901482/…

标签： c++ c class oop embedded

【解决方案1】：

此模板函数不能用宏替换，因为 C 预处理器无法推导出 width 和 depth 值。我能建议的最好的方法是将部分代码移动到 C 宏中，并在其之上添加一个 C++ 模板包装器。这将保持与现有 C++ 代码的兼容性，但 C 代码必须手动传递宽度和深度：

// C header
#define crelu(arr, layermap, width, depth) do { \
        for (int i=0;i<width;i++) \
            for(int j=0;j<width;j++) \
                for(int k=0;k<depth;k++) \
                    layermap[i][j][k]=((arr[i][j][k]>0)? arr[i][j][k]:0); \
    } while(0)

// c++ header
template <typename T,int width,int depth>
void relu(T arr[][width][depth],T layermap[][width][depth]) {
    crelu(arr, layermap, width, depth);
}

【讨论】：

使用 VLA：void relu_int(int width, int depth, int arr[][width][depth], int layermap[][width][depth] ) 见 stackoverflow.com/questions/31870266/…
@AndrewHenle VLA 如果我们将T 换成int（或编写许多重载），则可以使用VLA

【解决方案2】：

函数模板不是函数。函数不能做函数模板所做的事情。函数集合可以做函数模板所做的事情（在某种程度上；函数集合缺少模板参数推导，但这只是语法糖）。在 C 中实现一组可比函数的严格方法是这样的：

void relu_float_1_1 (float arr[][1][1],  float layermap[][1][1]);
void relu_float_1_2 (float arr[][1][2],  float layermap[][1][2]);
// ... other sizes
void relu_double_1_1(double arr[][1][1], double layermap[][1][1]);
void relu_double_1_2(double arr[][1][2], double layermap[][1][2]);
// ... other sizes
// ... other types

您只需要编写您使用的那些。

也就是说，您通常不会在 C 中编写这样的函数。如果目标是将一种语言翻译成另一种语言，直接音译很少有好的结果。

一个更 C 风格的版本是在运行时传递维度：

void relu_float (int width, int depth, float       arr[][width][depth],
                                       float  layermap[][width][depth]);
void relu_double(int width, int depth, double      arr[][width][depth],
                                       double layermap[][width][depth]);
// ... other types

【讨论】：