折叠表达式与编译递归答案

【问题标题】：Fold expression vs compile recursion折叠表达式与编译递归
【发布时间】：2019-04-16 09:46:09
【问题描述】：

在c++17 中，我们有折叠表达式，它可以极大地简化可以使用编译器递归和 SFINAE 或重载来实现的代码。比如下面的代码中

#include <iostream>
#include <utility>

template<typename ...Args>
void printer(Args&&... args) {
  (std::cout << ... << args) << '\n';
}

void printer_cpp11() { }

template <typename First, typename ...Args>
void printer_cpp11(First&& first, Args&&... args)
{
  std::cout << first;
  printer_cpp11(std::forward<Args>(args)...);
}

int main()
{
  printer(3, 4, "hello");

  std::cout << std::endl;

  printer_cpp11(3, 4, "hello");

  return 0;
}

c++17 函数 printer（取自 cpp reference）与它的 c++11 版本 printer_cpp11 的工作完全相同。

在编译时，会生成函数 printer_cpp11 的多个重载，而使用折叠表达式需要单个函数 printer。

使用折叠表达式在性能方面是否比c++11 样式有优势？或者可以假设编译器内联printer_cpp11 的所有重载，从而创建具有同等性能的代码？

【问题讨论】：

printer(std::forward<Args>(args)...); 我想你的意思是printer_cpp11(std::forward<Args>(args)...);，对吧？
我认为 printer_cpp11 应该自称，而不是 printer
假设不能做，但你为什么不分析它。
@L.F.当然，修正错字
printer_cpp11 将导致编译器递归地实例化 sizeof…(Args) 不同的模板函数——这是模板膨胀和编译时间缓慢的常见情况

标签： c++ c++11 c++17 sfinae fold-expression

【解决方案1】：

由于内联，两个版本都会导致相同的代码生成，因此运行时性能完全相同：https://gcc.godbolt.org/z/VIHTvZ（代码已清除流杂乱）。

但是，折叠表达式的编译时间和内存使用率预计比递归实例化要好得多，因此，折叠表达式通常是首选。更不用说它们还提供了更简洁、更易于推理的代码。

【讨论】：

【解决方案2】：

只是添加到@SergeyA 的答案中，您可以通过执行类似...

template <typename ...Args>
void printer_cpp11_norecursion( Args&&... args)
{
  using do_ = int[];
  do_{0,
    (std::cout << args,0)...
  };
}

应该生成与其他两个版本 (https://gcc.godbolt.org/z/hyAyiz) 相同的结果，在 c++11 上编译时间可能会更好。

【讨论】：

谢谢，这是我第一次看到这种语法。您正在用 0 初始化一个 int 数组，丢弃对 cout 的调用结果，对吗？

【解决方案3】：

编译器将为每个具有不同参数的调用创建一个新的 printer 实例，并在函数中展开 operator 调用：

https://godbolt.org/z/Zz9Ik9

你也可以在这里看到发生了什么：https://cppinsights.io/

但最终 - 测量将揭示它是否会带来性能提升。

【讨论】：