模板如在C++

Question

替代虛函數我有一個基類中定義的昂貴功能，它依賴於低電平信息從它的派生類：如果我正確理解事物

class BaseClass{ 
... 
// Defined in derived class 
virtual int low_level(int)=0; 

// Expensive function depending on the pure virtual function 
void myExpensiveFunction(){ 
    for(...){ 
    for(...){ 
     for(...){ 
     ... = low_level(...); 
     ... 
     } 
    } 
    } 
} 
}; 

class DerivedClass : public BaseClass{ 
    // A very cheap operation that can be inlined: 
    inline virtual int low_level(int i){ 
    return a[i]; 
    } 

    // Calling the base class function 
    void test(){ 
    myExpensiveFunction(); 
    } 
}; 

，事實低級函數是虛擬的，可以防止它在上面的代碼中被內聯。現在，我在想一個辦法來解決這個問題，並在下述溶液，想到這裏我傳遞一個指向派生類的成員函數作爲模板參數：

class BaseClass{ 
... 
// The function is now templated by the derived function: 
template<typename D, int (D::*low_level)(int)> 
void myExpensiveFunction(){ 
    for(...){ 
    for(...){ 
     for(...){ 
     ... = static_cast<D*>(this)->low_level(...); 
     ... 
     } 
    } 
    } 
} 
}; 

class DerivedClass : public BaseClass{ 
    // A very cheap operation that can be inlined: 
    inline int low_level(int i){ 
    return a[i]; 
    } 

    // Calling the base class function 
    void test(){ 
    myExpensiveFunction<DerivedClass,&DerivedClass::low_level>(); 
    } 
}; 

這是否戰略意義？我想象當在派生類中擴展昂貴的基類函數時，低級操作將被內聯。

我測試過實現它，它編譯和工作，但我沒有看到任何明顯的性能差異。

親切的問候， 喬爾

Answer 1

傳遞的功能，你想用一個指針成員基類調用並沒有真正改善使用虛擬函數。事實上，我預計它會讓情況變得更糟。另一種方法是使用函數對象與inline函數調用操作符並調用它。 「正常」方法是反轉類層次結構並使用Curiously Recurring Template Pattern：這個想法是創建一個將從其模板參數派生的模板。期望模板參數提供定製點，例如功能low_level。

Answer 2

根據不同的情況，你也可以嘗試以避免繼承和做這樣的事情，而不是：

template<typename LL> 
class HighLevel { 
    LL lowLevel; 

    public: 

    HighLevel(LL const &ll) : lowLevel(ll) { } 

    void myExpensiveFunction() { 
     for(...) { 
     for(...) { 
      for(...) { 
      ... = lowLevel.low_level(...); 
      ... 
      } 
     } 
     } 
    } 
}; 

class LowLevel { 
    public: 
    inline int low_level(int i) { // note: not virtual 
     return a[i]; 
    } 
}; 

使用，如：

HighLevel<LowLevel> hl; 
hl.myExpensiveFunction(); 

如果你不想不同類型的您可以從抽象的非模板class HighLevelBase中導出所有這些對象，並在模板中顯示virtual void myExpensiveFunction() = 0。我不能沒有更多的信息，但我發現C++通常提供比繼承更好的工具來解決特定的問題。