将宏定义的函数转换为 C++ 中的模板

Question

我正在处理a C++ program 中的以下难以调试的代码。我对 C++ 很陌生，但我认为这可能是转换为模板的好选择。但是，我很难理解它会是什么样子以及如何调用新函数。我还会有多个 load_func 函数，然后只调用具有指定显式类型的模板函数吗？或者是否可以将所有 8 个函数替换为单个函数模板？哪种方法会更好？我相信第一种方法需要对其他文件的修改最少，而第二种方法需要我更新对这些函数的所有调用以明确指定类型。

class mmu_t
{
public:
//...
  // template for functions that load an aligned value from memory
  #define load_func(type) \
    inline type##_t load_##type(reg_t addr) { \
      // ... Other code elided for clarity
      type##_t res; \
      load_slow_path(addr, sizeof(type##_t), (uint8_t*)&res); \
      return res; \
    }

  // load value from memory at aligned address; zero extend to register width
  load_func(uint8)
  load_func(uint16)
  load_func(uint32)
  load_func(uint64)

  // load value from memory at aligned address; sign extend to register width
  load_func(int8)
  load_func(int16)
  load_func(int32)
  load_func(int64)
}

Answer 1

这很有可能，而且非常简单。

1. ##type 成为调用站点的模板参数，例如load<uint8_t>。

2. 函数定义几乎相同。只是现在模板参数是类型的替代。

   template<typename T>
   inline T load(reg_t addr) {
     // ... Other code elided for clarity
     T res; 
     load_slow_path(addr, sizeof(T), (uint8_t*)&res); 
     return res; 
   }
   

就是这样。除了调整呼叫站点外，无需执行任何其他操作。但我认为因为您获得的简洁性，这是值得的。

如果这太令人生畏，那么您可以创建模板，并将宏定义更改为简单的转发函数，如您在帖子中所述。

只有你才能权衡成本和收益。

Answer 2

这里的棘手问题是，现有代码定义了 8 个函数，具有 8 个不同的名称（load_uint8、load_uint16、...、load_int64），但函数模板只有一个名称。

当然，您可以将其更改为

template <typename T>
inline T load_integer(reg_t addr) {
    static_assert(std::is_integral<T>::value, "T must be an integer type");
    // Other code...
    T res;
    load_slow_path(addr, sizeof(T), reinterpret_cast<uint8_t*>(&res));
    return res;
}

但是，如果您将其替换为全部，是的，其余代码将需要从 mmu.load_uint8(addr) 更改为 mmu.load_integer<uint8_t>(addr) 等等。

因此，为了向后兼容，同时提供旧功能可能是个好主意：

inline uint8_t load_uint8(reg_t addr) { return load_integer<uint8_t>(addr); }
// ...

在那一点上，除了稍微改进该课程的风格之外，您是否进行了任何更改？生成的可执行代码可能根本没有什么不同。您确实获得了一个好处：现在可以从另一个模板函数调用 load_integer<T>，该函数对不止一种类型的整数数据进行操作。