C ++函数与带有整数参数的模板？答案

【问题标题】：C++ function vs template with an integer parameter?C ++函数与带有整数参数的模板？
【发布时间】：2013-02-13 01:04:32
【问题描述】：

阅读维基百科Optimizing C++，在this paragraph有以下建议：

如果整数值在应用程序代码中是常量，但在库代码中是变量，则将其设为模板参数。

所以如果我有这样的功能

void myfunction(int param)
{
     switch(param)
     {
          case 1:
              do_something_1();
          break;

          case 2:
              do_something_2();
          break; 

          ...

          case 100:                 // 100 is taken as example
              do_something_100();
          break;
     }
}

换成下面这样方便吗？

template<int param> void myfunction()
{
     switch(param)
     {
          case 1:
              do_something_1();
          break;

          case 2:
              do_something_2();
          break; 

          ...

          case 100:                 // 100 is taken as example
              do_something_100();
          break;
     }
}

还是完全没有必要？你能解释一下原因吗？

【问题讨论】：

如果编译器在编译时就知道“param”的值，它可能会完全去掉这个开关，只保留可以到达的代码。
不是很有用。如果它是一个常量，你让编译器内联代码，我猜结果会是一样的。
你提到的那个页面上已经给出了原因。如果整数值在应用程序代码中是常量，但在库代码中是变量，则将其设为模板参数。

标签： c++ function templates

【解决方案1】：

只有在编译时知道参数时，您想到的调整才有效。在您的报价中，有一个关于您在编写库时无法做出的应用程序代码的假设。

如果你的函数调用在应用程序代码中曾经是

const int x = 3;
myfunction(1);
myfunction(2);
myfunction(x);
//etc...

它们可以改写如下。

const int x = 3;
myfunction<1>();
myfunction<2>();
myfunction<x>();
//etc...

但是如果x是一个变量，那就不可能了：

int x = ...;      // unknown at compile-time!
myfunction<x>();  // will fail to compile!

如上所述，在某些情况下，您不应在编写库时对应用程序做出假设。有时你想要或需要做。让我们考虑以下情况：您期望应用程序使用常量，但您不想强制它这样做。

您希望针对将使用常量的情况优化，但仍允许使用变量强>。为此，我建议两种选择：

做两种选择，一种带有模板参数，另一种带有函数参数。
内联函数，因此在编译应用程序代码时，编译器可以看到函数的定义，并可用于将其优化为单个do_something_*()调用if 参数是常量。

请注意，这两个选项都需要将函数的定义暴露给应用程序的代码。我更喜欢使用第二个选项。

【讨论】：

模板和内联函数都需要暴露函数定义（除非你敢进入现在已弃用且从未真正支持的 C++03 导出模板的地下城）
这就是我在上一句中所说的（注意“也”）。我会重写一下。

【解决方案2】：

这取决于您希望如何使用myfunction。例如，您的模板化函数不能与在运行时声明的变量一起使用：

int dosomethingmaybe = 1;
dosomethingmaybe += 2;
myfunction< dosomethingmaybe >(); // <--- Error, you cannot instantiate a template with a non-constant variable
myfunction( dosomethingmaybe ); // <--- Will call `do_something_3();`, according to your code

当您可以在编译时提供在运行时不会更改的参数时，您可以使用模板。模板总是在编译时进行评估，因此它们的输入和输出在程序运行之前是固定的！

如果您知道有人可以提前修复输入并期望某些功能输出，请制作模板版本。否则，常规函数运行时版本就可以了。

【讨论】：

【解决方案3】：

我怀疑您是否真的会在这里看到实际情况下的性能优势。如果调用是内联的，这两种方法之间没有区别——只要在编译时参数是已知的（它必须是），一个体面的编译器将在这两种情况下删除不必要的开关。您会看到差异的唯一情况是如果没有发生内联 - 在这种情况下，模板化方法将允许删除开关，而另一种则不允许。但是，无论如何，在这种情况下，函数调用开销可能会使切换成本相形见绌。

【讨论】：