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c++ - 一大堆显式的函数模板实例化怎么才能简明扼要呢？

coder 2024-02-04 原文

我正在编写一个 C++ 库，其中包含许多我想显式实例化和导出多个类型参数的函数模板。在我的特殊情况下，我有很多数字函数模板，我想为 float 单独实例化和编译它们。 , double , 和 long double .它们看起来像这样:

template <typename T>
T calculate_a(T x) { ... }

template <typename T>
T calculate_b(T x, T y) { ... }

// ...

如果我有 M 个函数模板和 N 个底层类型，那么我有 M*N 个显式实例要输入。是否可以更简洁地编写这些实例化？

我目前的解决方案是使用预处理器宏来执行给定类型的所有实例化:

#define EXPLICITLY_INSTANTIATE(T) \
    template T calculate_a<T>(T x); \
    template T calculate_b<T>(T x, T y); \
    // ...

EXPLICITLY_INSTANTIATE(float);
EXPLICITLY_INSTANTIATE(double);
EXPLICITLY_INSTANTIATE(long double);

但是，这是次优的，因为它需要我单独维护每个函数模板签名的另一个拷贝。另外，如果我想在多个翻译单元中执行此操作，那么我需要在每个翻译单元中单独维护一个基础类型列表。 (假设 C++2a 添加了一个我想要支持的 long long double 类型；我将不得不向每个文件添加 EXPLICITLY_INSTANTIATE(long long double);。)

另一种可能的方法是将我所有的函数收集到一个(仅限静态的)模板类中:

template <typename T>
class calculate {
    T a(T x) { ... }
    T b(T x, T y) { ... }
};

template class calculate<float>;
template class calculate<double>;
template class calculate<long double>;

这解决了第一个问题，即分别维护每个签名的两个拷贝，但需要我更改 calculate_a 的每次调用进入calculate::a<T> .它没有解决第二个问题。

最佳答案

您可以通过获取地址实例化模板来避免重复函数签名:

// forward declarations in a header file
template<typename T>
T square(T num);

template<typename T>
T add(T left, T right);

// implementations and instantiations in a single implementation file
template<typename T>
T square(T num) {
    return num * num;
}

template<typename T>
T add(T left, T right) {
    return left + right;
}

// instantiations for specific types
#include <tuple>

template<typename... Ts>
auto instantiate() {
    static auto funcs = std::tuple_cat(std::make_tuple(
        add<Ts>,
        square<Ts>
    )...);

    return &funcs;
}

template auto instantiate<int, double>();

这里的开销是指向所有实例化函数的单个指针数组，示例在 godbolt 上.

关于c++ - 一大堆显式的函数模板实例化怎么才能简明扼要呢？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/50338955/

扼要简明扼要codetemplatecalculatec++templatesinstantiationexplicit-instantiation

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