运行时函数模板类型推导答案

【问题标题】：Function template type deduction at runtime运行时函数模板类型推导
【发布时间】：2017-04-27 11:42:30
【问题描述】：

尽管模板类型在运行时被解析，但我试图理解为什么以下编译/运行。是不是因为单独对f 的if/else 调用就足以告诉编译器创建void f<double>(double) 和void f<std::string>(std::string)？

test.hpp

#include <type_traits>
#include <string>
#include <iostream>

template <typename T>
void f(T x) {
    if(std::is_same<T, std::string>::value)
        std::cout << "String: " << x;
}

test.cpp

#include <iostream>
#include "test.hpp"

int main(int, char** argv) {
    double x(std::stod(argv[1]));

    if(x < 42) f(x);
    else f(std::to_string(x));

    return 0;
}

$ (clan)g++ -std=c++14 test.cpp
$ ./a.exe 41

$ ./a.exe 43
String: 43.000000

【问题讨论】：

为 if 和 else 分支生成代码。在运行时，根据x 的值运行相应的分支。

标签： c++ function templates runtime compile-time

【解决方案1】：

这里没有运行时模板推导。当你有

if(x < 42) f(x);

编译器在编译时知道 x 是一个双精度数，因此它会被剔除

void f<double>(double)

然后在

else f(std::to_string(x));

编译器知道std::to_string 的返回类型是std::string，所以它会去掉一个

void f<std::string>(std::string)

使用。这两个函数同时存在，并且只有一个在运行时被调用，具体取决于您为程序提供的输入。

让我们看看chris在他的comment中提供的this example code。使用

#include <type_traits>

template <typename T>
__attribute__((used)) int f(T x) {
    if(std::is_same<T, int>::value)
        return 1;
    else
        return 2;
}

int main(int argc, char** argv) {
    if(argc > 1) return f(1);
    else return f(1.0);
}

使用-O3 -std=c++1z -Wall -Wextra -pedantic 编译生成程序集

main:                                   # @main
        xor     eax, eax
        cmp     edi, 2
        setl    al
        inc     eax
        ret

int f<int>(int):                        # @int f<int>(int)
        mov     eax, 1
        ret

int f<double>(double):                  # @int f<double>(double)
        mov     eax, 2
        ret

如您所见，程序集中存在这两个模板函数，只是 main 中的 if 决定在运行时调用哪一个。

【讨论】：

为了便于说明，您可以查看一个没有<iostream> 和<string> 臃肿的示例的组装：godbolt.org/g/p2oF34
@chris 不错的小例子。介意我将其添加到我的答案中以炫耀一下吗？

【解决方案2】：

编译器读取main，看到两次调用f，一次使用字符串参数，一次使用int
生成两个fs。对这两个函数的调用都嵌入在 main 中。
您的 if 语句会导致一个或另一个调用。所以运行时没有模板解析。这种东西是不存在的。

【讨论】：