C++靜態使用調度模板

假設我有一些C++代碼，看起來像這樣：C++靜態使用調度模板

class Base { 
    virtual void dummy() = 0; 
    // this is to generate a vtable, but note there is no virtual f() 
}; 

class A : public Base { 
public: 
    void f() { /* ... */ }; 
    void dummy() {}; 
} 

class B : public Base { 
public: 
    void f() { /* different implementation from A */ }; 
    void dummy() {}; 
} 

template<class T1, class T2, class T3> 
void doStuff(T1 &x, T2 &y, T3 &z) { 
    for (i=1; i<100000; ++i) { 
     x.f(); 
     y.f(); 
     z.f(); 
    } 
}

這樣做的目的是爲了避免內循環中的虛函數調用f()，爲了讓編譯器的優化。（這顯然是我的實際代碼的簡化版本，關於我的使用案例的詳細信息，請參閱此more specific question）。

這工作正常，如果doStuff的參數的類型在運行時知道，但如果他們不那麼它失敗：

int main() { 
    Base *x = new A(); 
    Base *y = new B(); 
    Base *z = new A(); 

    doStuff(*x, *y, *z); 
    // oops - this instantiates to doStuff(Base &, Base &, Base &) 
    // and there's no Base::f(). 
}

來解決這個問題（由this answer的建議），它看來我要建立明確的靜態調度功能：

void doStuff(Base &x, Base &y, Base &z) { 
    A *a_x = dynamic_cast<A*>(&x); 
    B *b_x = dynamic_cast<B*>(&x); 
    A *a_y = dynamic_cast<A*>(&y); 
    B *b_y = dynamic_cast<B*>(&y); 
    A *a_z = dynamic_cast<A*>(&z); 
    B *b_z = dynamic_cast<B*>(&z); 
    if (a_x && a_y && a_z) { 
     doStuff(*a_x, &a_y, &a_z); 
    } else if (a_x && a_y && b_z) { 
     doStuff(*a_x, &a_y, &b_z); 
    } 
    // ... and so on for all eight combinations of A and B. 
}

但是，這是一些很煩人的重複代碼，如果我有沿doStuff線多種功能，將很快得到不可收拾，特別是如果其中任何公頃有四個或更多的論點。

所以我的問題是，有什麼辦法可以避免這個重複的代碼？看起來，模板的一些更巧妙的使用應該能夠消除它，但我不知道如何去做。

來源

2014-03-03 Nathaniel

模板可能很難，但Boost的預處理器庫可能會幫助您：http://www.boost.org/doc/libs/1_40_0/libs/preprocessor/doc/ –

dynamic_cast將僅適用於具有vtable的層次結構類 –

@Alex它似乎是好的，如果我添加一個虛擬的虛擬方法的基類 - 我已經編輯帖子。 – Nathaniel

問題的標題是：「static dispatch」 - 不幸的是，您的問題需要在運行時找到類型...您想從某些基類指針中識別實際類型。這隻會在運行時才起作用。

使用dynamic_cast是一種破解，dynamic_cast的使用通常意味着糟糕的OO設計。順便說一句，我敢打賭，使用dynamic_cast（dynamic_cast可能會非常慢！），然後靜態函數調用比簡單地將f()虛擬化並將其放到您的基類並調用它的方式要慢。

當然你的情況有點特別，你希望爲所有8種情況執行其他的事情，但這是一件很髒的工作，你不能用C++中的簡短代碼來優雅地解決。有可能建立一個不容易出錯/易於擴展的解決方案，或者一個性能更好的解決方案，但它們都不會簡短和/或優雅。你目前的doStuff()實現是一個較不容易出錯的「防彈」解決方案，另一個醜陋的解決方案剛剛出現在我的腦海中，即使對於很多派生類和類組合（自己的類型枚舉與自己的gettype +開關）但那真是醜陋。

總結：這個問題在C++中沒有很好的解決方案。你必須重新考慮你的設計，否則你必須忍受醜陋的代碼，當涉及到無法用C++優雅地解決的問題：例如，在序列化的情況下，你經常會發現這樣的醜陋代碼...

來源

2014-03-03 08:42:00 pasztorpisti

這是不好的OO設計！不幸的是，糟糕的設計是SIMD並行性是編譯器優化而不是語言特性的自然結果 - 這就是需要以這種方式構建它的原因。請注意，'f（）'連續被調用100000次（可以由編譯器進行矢量化），而'dynamic cast'只會調用一次，所以成本相對較低。但是，是的，我傾向於認爲你可能是對的，沒有優雅的方式來做到這一點。（但它不能傷害要問。） – Nathaniel

這是一個經典的多派遣問題。它在文獻中非常發達。其中一個解決方案是訪問者模式（您需要將它應用兩次，因爲您有3個參數可用於分派）。另一個是map<tuple<type_info, type_info, type_info>, StuffDoer>（後一類應該有一個虛擬的doStuff方法，並對其中的所有參數執行dynamic_cast）。

來源

2014-03-03 10:08:38

如果你有時間，你能指出我對第二種解決方案的樣子嗎？自90年代以來我沒有使用STL，所以我很難想象代碼。 – Nathaniel

C++靜態使用調度模板

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