使用 C++11 模板生成算法的多个版本

Question

假设我正在制作某种通用集合，用户可能希望在 4-5 个点上选择实现 A 或 B。例如：

• 同质或异质
• 我们是否维护包含对象的计数，这比较慢
• 我们是否让它是线程安全的

我可以做 16 或 32 个实现，每个功能组合，但显然这并不容易编写或维护。

我可以将布尔标志传递给构造函数，该类可以在执行某些操作之前进行检查。但是，编译器并不“知道”这些参数是什么，因此每次都必须检查它们，并且仅检查足够的布尔标志本身就会造成性能损失。

所以我想知道是否可以以某种方式使用模板参数，以便在编译时编译器看到if (false) 或if (true)，因此可以完全优化条件测试，如果为假，则条件代码。但是，我只发现模板作为类型的示例，而不是编译时常量。

主要目标是彻底消除对锁定互斥锁、递增和递减计数器等的调用，但此外，如果有某种方法可以从对象结构中实际移除互斥锁或计数器，那将是真正的最佳选择.

Answer 1

17 之前的条件计算主要是关于模板专业化。要么专门化功能本身

template<> void f<int>(int) {
    std::cout << "Locking an int...\n";
    std::cout << "Unlocking an int...\n";
}

template<> void f<std::mutex>(std::mutex &m) {
    m.lock();
    m.unlock();
}

但这实际上创建了一个相当复杂的代码（在你的情况下我怀疑），所以一个更合理的选择是将所有依赖的、特定于类型的部分提取到静态接口中，并为特定的接口定义它的静态实现具体类型：

template<class T> struct lock_traits;  // interface

template<> struct lock_traits<int> {
    void lock(int &) { std::cout << "Locking an int...\n"; }
    void unlock(int &) { std::cout << "Unlocking an int...\n"; }
};

template<> struct lock_traits<std::mutex> {
    void lock(std::mutex &m) { m.lock(); }
    void unlock(std::mutex &m) { m.unlock(); }
};

template<class T> void f(T &t) {
    lock_traits<T>::lock(t);
    lock_traits<T>::unlock(t);
}

在 C++17 中 if constrexpr 终于被引入了，现在并不是所有的分支都必须在所有情况下都编译。

template<class T> void f(T &t) {
    if constexpr<std::is_same_v<T, std::mutex>> {
        t.lock();
    }
    else if constexpr<std::is_same_v<T, int>> {
        std::cout << "Locking an int...\n";
    }

    if constexpr<std::is_same_v<T, std::mutex>> {
        t.unlock();
    }
    // forgot to unlock an int here :(
}