如何强制编译器在编译时评估开关？答案

【问题标题】：How do I force the compiler to evaluate a switch at compile time?如何强制编译器在编译时评估开关？
【发布时间】：2020-08-22 10:15:11
【问题描述】：

我正在开发一个嵌入式项目（只有 C++14 编译器可用），我想优化执行速度。

这是我正在做的一个例子。

enum gpio_type{
  TYPE_1,
  TYPE_2
}

template <gpio_type T>
class test{
  test(){}

  void set_gpio(bool output)
  {
    switch (T)
    {
      case TYPE_1:
        do_something();
        break;

      case TYPE_2:
        do_something_else();
        break;
    }
  }
}

编译器会在编译时自动删除死代码吗？如果是这样，它是标准功能还是依赖于编译器？如果没有，是否可以以强制优化的方式编写代码？

【问题讨论】：

为什么不将set_gpio 专门用于不同的枚举值？

标签： c++ c++14

【解决方案1】：

您可以专门针对不同的枚举值 set_gpio - 例如。：

template <gpio_type T>
class test{
  public:
    test(){}

    void set_gpio(bool output);
};

template<> void test<TYPE_1>::set_gpio(bool output) {
  do_something();
}

template<> void test<TYPE_2>::set_gpio(bool output) {
  do_something_else();
}

正如其他答案所表明的那样，如果您的编译器在优化方面接近体面，您可能不需要这样做。但是上面的内容可能更易读。

【讨论】：

【解决方案2】：

恒定传播和死代码消除是最简单的编译器优化之一。由于T 是一个编译时间常数，如果代码没有经过任何编译器优化，我会感到非常惊讶。

我有 tested 15 compilers and platforms on godbolt 从古老的 x86 到 arm、avr、risc-v、raspberry 和 arduino（以及更多）。所有这些都只是编译为相当于尾调用跳转。没有测试，没有条件跳转。自己去看看吧。

在这一点上，我可以相当有信心地说，没有性能原因来修改您的代码。

【讨论】：

很好，这是测试各种代码优化的好方法！谢谢

【解决方案3】：

这可能取决于您是否启用优化以及您的编译器的智能程度。我猜当前的编译器会在这种情况下进行优化，至少如果它们内联函数的话。

但如果你想 100% 确定

为不同的枚举值专门化模板或
使用您的开关并查看编译器的汇编器输出，以检查编译器是否按照您的要求进行了优化或
使用 C++17 和if constexpr

【讨论】：

【解决方案4】：

我会将仿函数（do_something 或 do_something_else）作为模板参数传递。

这样，你set_gpio的代码就更清晰了，你肯定有一个编译时间推演了哪个函数。

在这篇文章中，您可以看到这是如何完成的： Function passed as template argument

【讨论】：