C++ 中许多模板的替代方法

Alternative for many templates in c++

本文关键字：方法 许多模 C++      更新时间：2023-10-16

我正在开发一个使用 gcc 5.4.0 的 c++11 应用程序 2.在此应用程序中，我有以下模板：

template <class T1, class T2, class T3>
class Operator
{
T3* op1(T1* operand1, T2* operand2);
T3* op2(T1* operand1, T2* operand2);
T3* op3(T1* operand1, T2* operand2);
T3* op4(T1* operand1, T2* operand2);
//...
T3* opn(T1* operand1, T2* operand2);
};

在 op1、op2、...opn，我需要用数组做一堆东西(预计可能有数亿个元素)。比如算术、比较、副本等。我选择使用模板是因为我想拥有这样的结构：

#pragram omp parallel for
for(int64_t i = 0; i < length; i++)
{
r[i] = operand1[i] /*operations here*/ operand2[i]
}

出于性能原因，使用嵌套的 if 检查 for 循环中的类型是没有意义的。而且由于我想支持许多类型，例如(int8_t、int16_t、int32_t、int64_t、float 和 double，也可能是无符号的)，如果为每个操作创建一堆 for 循环，我的代码无论如何都会太臃肿类型组合。

问题是，如果我想支持 6 到 10 种类型，编译器需要生成 10^3 个版本的代码。因为它足以满足 T1、T2 和 T3 的所有可能类型组合。

生成和编译所有这些需要很长时间。因此，我正在寻找一种不需要花费太多时间来编译并且不会增加太多开销的替代方案。我正在考虑使用多态性，但我不知道如何获得类似的结果，主要是因为类型重载，我需要运算符：=、+、-、*、/、>、<等，也可以以某种方式处理所有这些类型，我通过模板"免费"获得。>

任何指示都非常感谢。

编辑：我的应用程序将处理用户的数组，它将保持用户的数据(类型和布局)。这些数组可以是任何类型。所以我可能需要添加int64_t和双精度或不同类型的任意组合。为了灵活起见，我的应用程序中有一个代码路径，用于实例化所有可能的 1000 个组合(我通过使用递归宏来做到这一点)。所以我真的在寻找一种方法，要么减少编译时间，即使是这么多模板，要么将其更改为多态结构。

EDIT2：经过一些调整(我的生成宏略有改进)，我能够在大约 30 分钟内使用 O3 进行编译。这对于部署和分发是可以的，但对开发非常不利。因此，我将设置一个调试标志并使用减少的类型支持(仅 4 或 6)进行编译，这将大大减少编译时间。感谢您的所有输入。

如果要实例化所有这些函数，避免代码膨胀的唯一解决方案是，如果可能的话，找到一个公共类型来对公共类型执行操作，然后转换回特定类型：

common_type operator +(common_type,common_type);
template<class T1,class T2,class T3>
inline T1 operator +(T2 a, T3 b){
return T1{common_type{a}+common_type{b}};
}

使用范畴论术语，你需要找到(如果存在的话)从你定义的每个类(考虑到它们是范畴表示)到common_type类的态射。这不是一件容易的事，也可能是不可能的。

也许可以T1 operator+(common_type,common_type); ...中介.

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