生成代码以实例化具有不同参数的函数模板

Question

给定以下代码：

#include <iostream>

template <int X, int Y>
int foo(int v) // dummy parameter
{
    return v * X + v / Y; // dummy calculation
}

int main()
{
    // x, y, v are only known at runtime
    int x = 4;
    int y = 6;
    int v = 3;

    int result = 0;

    if (x == 1 && y == 1) result = foo<1, 1>(v);
    if (x == 1 && y == 3) result = foo<1, 3>(v);
    if (x == 5 && y == 1) result = foo<5, 1>(v);
    if (x == 4 && y == 6) result = foo<4, 6>(v);
    if (x == 8 && y == 4) result = foo<8, 4>(v);
    // ...

    std::cout << result << std::endl;
}

我想为 X 和 Y 的不同组合实例化 foo，如 main 中的 if 级联所示。

然而，这可能会变得非常丑陋（长）。是否有可能使用 C++14（例如，通过使用预处理器）在给定所需组合列表的情况下生成此代码？

Answer 1

如果这正是您想要的，那么为已知的 x 和 y 对生成代码和实例很容易。

#define XYLIST \
X(1,1)\
X(1,3)\
X(5,1)\
X(4,6)\
X(8,4)
// etc.

#define X(X1, Y1) \
if (X1 == 1 && Y1 == 1) result = foo<X1, Y1>(v); else

XYLIST
{ throw "failed"; }

#undef X

添加了一个 "else"，因为不应有相同的两行。最后还有一个 "throw" 来完成 else 级联。

Answer 2

您可以将它们转换为常量表达式。如果柜面值事先已知

#include <iostream>

template <int X, int Y>
int foo(int v) // dummy parameter
{
    return v * X + v / Y; // dummy calculation
}

int main()
{
    // x, y, v are only known at runtime
    const int x = 4;
    const int y = 6;
    int v = 3;

   int result = 0;

   result = foo<x, y>(v);


    std::cout << result << std::endl;
}

但是，模板不是要执行的算法，而是要扩展生成代码的宏。我不建议对相同的 数据类型 使用模板，在这种情况下，您只使用 int。因此，根据编码标准，并不特别需要模板。

在函数本身中传递这些值。

方法一：如果你只有整数。

int foo(int v, int X, int Y) // dummy parameter
{
    return v * X + v / Y; // dummy calculation
}
int main()
{
    // x, y, v are only known at runtime
    int x = 4;
    int y = 6;
    int v = 3;

    int result = 0;

    result = foo(v,x,y);
}

方法二：如果可以传递任何东西，即double data-type等

template <typename T>
T foo(int v, T Y, T Y) // dummy parameter
{
    return v * X + v / Y; // dummy calculation
}

Answer 3

这是一个使用递归的版本。

#include <iostream>
#include <utility>
#include <stdexcept>

template <int X, int Y>
int foo(int v) // dummy parameter
{
    return v * X + v / Y; // dummy calculation
}

template <std::size_t index = 0>
int foo(int x, int y, int v) {
    constexpr std::pair<int, int> numbers[] = {{1, 1}, {1, 3}, {5, 1}, {4, 6}, {8, 4}};
    if constexpr (index < sizeof numbers / sizeof *numbers) {
        if (numbers[index].first == x && numbers[index].second == y) {
            return foo<numbers[index].first, numbers[index].second>(v);
        }
        return foo<index + 1>(x, y, v);
    } else { //no match
        throw std::runtime_error("No matching pair found");
    }
}

int main() {
    // x, y, v are only known at runtime
    int x = 4;
    int y = 6;
    int v = 3;

    int result = foo(x, y, v);

    std::cout << result << std::endl;
}

如果您没有 C++17，您可以将 if constexpr 替换为标签调度。 Both clang and gcc manage to optimize out the code starting at -O1.

生成代码以实例化具有不同参数的函数模板

Generate code instantiating a function template with different arguments

c++

templates

c-preprocessor

c++14

template-instantiation