重复几乎相同代码的宏答案

【问题标题】：Macro to repeat almost the same code重复几乎相同代码的宏
【发布时间】：2023-03-27 12:27:01
【问题描述】：

我必须根据编译时间常数参数编写相同的代码，例如：

map["text 0"] = vec[0];
map["text 1"] = vec[1];
...
map["text n"] = vec[n];

问题是我在编写代码时不知道n，我将它作为模板参数接收。显而易见的解决方案是使用一个循环并在循环内生成"text k" 并使用vec[k]，但是当它应该在编译时完成时，这会产生运行时开销。另一种解决方案是将函数专门用于不同的N 值，但这样我将不得不多次手动编写相同的代码，并且没有理由将其设为模板。

我知道有一些智能宏可以重复类似的事情 N 次（例如 BOOST_PP_REPEAT 宏系列），但我找不到针对我的特定问题的解决方案。

你有解决这个问题的办法吗？

【问题讨论】：

@jrok 是的，但不是所有功能（VS2010 和最新的 Xcode）
模板和循环可能会被编译器优化。
什么是vec，什么是map？（为了清楚起见）您能否写一个您打算使用的函数的示例，以便我们在反思中有一个起点；因为目前，恐怕还不是很清楚：x

标签： c++ c-preprocessor

【解决方案1】：

除非您有非常、非常严格的性能限制，否则没有理由担心运行时开销。无论如何，插入都将在运行时执行，而插入时间肯定会支配更改字符串中的字符所需的时间。

此外，宏很难调试和维护：尽可能避免使用它们。在这里，我建议展开一个简单的循环：

std::string s = "text 0";
std::map<std::string, int> m;
for (int i = 0; i < N; i++)
{
    m[s] = vec[i];
    s[5] = '1' + i; // This is going to be the run-time overhead...
}

如果您的数字增长到高于9，在C++11 中您可以使用to_string() 函数将整数转换为字符串：

std::string const s = "text ";
std::map<std::string, int> m;
for (int i = 0; i < N; i++)
{
    m[s + std::to_string(i)] = vec[i];
}

如果性能被证明是一个问题，那么您可以尝试基于宏的更核心的方法。但是，如果您的测量结果不会显示显着的开销，则更喜欢简洁明了并展开一个简单的循环。

【讨论】：

这将触发未定义的行为，我不能修改 const char* - “text 0” 是 const char*，即使它没有声明为 const。
@Felics：字符串文字"text 0" 的类型为const char []，但这就是您用来初始化char 数组的方法，它是可修改的。您没有修改原始文字，因此这里没有 UB。如果你的模式比较复杂，可以使用std::string。
即使声明为非常量，也存在从常量到非常量的转换（2003 标准接受，2011 标准不接受）。 N 也可以有多个数字。
@Felics：用非常量的一个副本初始化一个常量是完全有效的。例如。 int a = 5; const int b = a;.
@Felics：是的，我注意到你已经提出了这个作为解决方案。我的回答主要是告诉你，你提出的方案是有道理的，不要过早优化。除非您有理由关心性能，否则请始终选择最简单的解决方案。

【解决方案2】：

我相信以下应该可行：

#include <boost/preprocessor.hpp> 
//... or just the required sub-headers

// Will generate code for 0, 1, ... (N_END - 1)
#define N_END 10

#define ONE_ASSIGNMENT(maZ, maIter, maData) \
    if (maIter <= n) map["text " BOOST_PP_STRINGIZE(maIter)] = vec[maIter];

BOOST_PP_REPEAT(N_END, ONE_ASSIGNMENT, %%) //this generates the code

#undef ONE_ASSIGNMENT
#undef N_END

请注意，if() 将文字与模板参数 (n) 进行比较，因此任何值得称道的优化器都会从中生成无分支代码。

我使用%% 作为“这个值从未使用过”。它被传递到 maData 参数中，所以如果你有一些有用的东西可以实际传递（例如 "text "），你可以这样做。

【讨论】：

@MatthieuM。是的。没关系。我什至依靠这个来使优化器将if() 变成只是主体或nop，因为它知道文字（maIter）和编译时常量（n）健康）状况。当然，代码在没有优化的情况下也可以工作（但它实际上只是编译时条件消除）。
那我不太明白为什么<= n，不应该是== n吗？（我不确定我是否理解这个问题......）
@MatthieuM。我理解这个问题的方式（我承认它可能更清楚）是doTheWork<n> 应该设置条目 0、1、... n。无论如何，这就是我答案中的代码所做的。

【解决方案3】：

重复对我来说似乎不是问题，但是 int 到 string 的编译时转换和随后的连接会。重复问题可以通过以下技术解决（未经测试）：

template<k,l> struct fill_vector {
    static void doIt (... & vec) {
        vec [INT_TO_TEXT (k)] = k;
        fill_vector<k+1,l-1>::doIt (vec);
    }
};

template<k> struct fill_vector<k,0> {
    static void doIt (... & vec) {
        vec [INT_TO_TEXT (k)] = k;
    }
};

//...

fill_vector<0,n>::doIt (vec);

也许有人知道如何实现INT_TO_TEXT

【讨论】：