可变参数模板是否会导致潜在的代码膨胀？

Question

可变参数模板将能够将某些类型的函数重写为更干净、类型安全的版本。这是 printf 的情况，如 Wikipedia 上给出的示例：

void printf(const char *s)
{
    while (*s) {
        if (*s == '%' && *(++s) != '%')
            throw std::runtime_error("invalid format string: missing arguments");
        std::cout << *s++;
    }
}

template<typename T, typename... Args>
void printf(const char *s, T value, Args... args)
{
    while (*s) {
        if (*s == '%' && *(++s) != '%') {
            std::cout << value;
            ++s;
            printf(s, args...); // call even when *s == 0 to detect extra arguments
            return;
        }
        std::cout << *s++;
    }
    throw std::logic_error("extra arguments provided to printf");
}

但是...据我了解模板，它们意味着每种类型组合的代码重复。因此上述 printf 的可变参数版本将被复制多次。对于大型函数或类来说，这可能会很糟糕。

对于代码重复，可变参数模板是否与标准模板一样危险？ 如果是的话，继承技巧还有用吗？

Answer 1

简短的回答是：“您只需为您使用的内容付费”原则仍然像以前一样适用。

通过比较两个假设实现的生成代码可以看到更长的答案，例如，

#include <iostream>

template <typename T>
void func1(T& v) {
  v = -10;
}

template <typename T1, typename T2>
void func1(T1& v1, T2& v2) {
  func1(v1); func1(v2);
}

// More unused overloads....
template <typename T1, typename T2, typename T3>
void func1(T1& v1, T2& v2, T3& v3) {
  func1(v1); func1(v2); func1(v3);
}

int main() {
  double d;
  int i;
  func1(d);
  func1(i);
  std::cout << "i=" << i << ", d=" << d << std::endl;
  func1(d,i);
  std::cout << "i=" << i << ", d=" << d << std::endl;
}

使用现代编译器，如果您想完全避免模板，这几乎可以减少到您所编写的内容。在这个“传统”C++03 模板化代码中，我的 g++ 版本内联了全部内容（在编译器中，不是关键字意义上），并且没有明显的提示表明初始化是通过模板函数中的引用完成的，多次，以不同的方式完成。方式。

与等效的可变参数方法相比：

#include <iostream>
#include <functional>

void func1() {
  // end recursion
}

template <typename T, typename ...Args>
void func1(T& v, Args&... args) {
  v = -10;
  func1(args...);
}

int main() {
  double d;
  int i;
  func1(d);
  func1(i);
  std::cout << "i=" << i << ", d=" << d << std::endl;
  func1(d,i);
  std::cout << "i=" << i << ", d=" << d << std::endl;
}

这也会生成几乎相同的代码 - 一些标签和损坏的名称与您期望的不同，但由 g++ -Wall -Wextra -S（4.7 快照）没有显着差异。编译器基本上是动态编写程序所需的所有重载，然后像以前一样进行优化。

以下非模板代码也产生几乎相同的输出：

#include <iostream>
#include <functional>

int main() {
  double d;
  int i;
  d= -10; i=-10;
  std::cout << "i=" << i << ", d=" << d << std::endl;
  d= -10; i=-10;
  std::cout << "i=" << i << ", d=" << d << std::endl;
}

这里唯一明显的区别是标签和符号名称。

关键是现代编译器可以做“正确的事情”，而不会在模板代码中遇到太多麻烦。如果您在所有模板机制下表达的内容都很简单，那么输出也会很简单。如果不是，那么输出会更大量，但如果您完全避免使用模板，输出也会更大量。

然而，这变得有趣的地方（在我看来）是这样的：我的所有陈述都符合“使用像样的现代编译器”之类的内容。 如果您正在编写可变参数模板，您几乎可以确定您用来编译的是像样的现代编译器。没有笨重的旧式编译器支持可变参数模板。

Answer 2

这肯定是个问题。可能有帮助的一件事是排除常见部分：

const char *process(const char *s)
{
  while (*s) {
      if (*s == '%' && *(++s) != '%') {
          ++s;
          return s;
      }
      std::cout << *s++;
  }
  throw std::logic_error("extra arguments provided to printf");
}

template<typename T>
inline const char *process(const char *s,T value)
{
  s = process(s);
  std::cout << value;
  return s;
}

template<typename T, typename... Args>
inline void printf(const char *s, T value, Args... args)
{
  printf(process(s,value),args...);
}