c++ - 变量模板的开销

Question

C++14 引入了变量模板（Variable templates）。

template<class T>
constexpr T pi = T(3.1415926535897932385);  // variable template

template<class T>
T circular_area(T r) // function template
{
    return pi<T> * r * r; // pi<T> is a variable template instantiation
}

就二进制内存占用和运行时的速度而言，使用它的开销是多少？

Answer 1

如果以下之间有任何区别，我肯定会将此作为错误报告给编译器制造商：

template<class T>
constexpr T pi = T(3.1415926535897932385);  // variable template

template<class T>
T circular_area(T r) // function template
{
    return pi<T> * r * r; // pi<T> is a variable template instantiation
}

和

constexpr double pi = 3.1415926535897932385;

double circular_area(double r)
{
    return pi * r * r;
}

如果你double用float.

一般来说，constexpr应该直接在编译后的代码中计算相关常量。如果它不能这样做，那么编译器应该给出一个错误（因为它不是一个 true constexpr）。

Answer 2

给定；

template<class T>
constexpr T pi = T(3.1415926535897932385); // when T is double
// and
constexpr double pi = 3.1415926535897932385;

没有运行时差异，它们都是编译时常量。模板是编译时的事情 - 因此，当比较 like 与 like（即constexpr double pivs. constexpr T pi）时，它最终会是相同的 - 这是预期的。

与 OP 代码不同的是它的使用方式。

template<class T>
T circular_area_t(T r) // function template
{
    return pi<T> * r * r; // pi<T> is a variable template instantiation
}
// and
constexpr double circular_area_1(double r)
{
    return pi<double> * r * r;
}
double circular_area_2(double r)
{
    return pi<double> * r * r;
}

给定constexprfunctioncircular_area_1和 template function circular_area_t，这两者都会导致编译时计算，因此结果是二进制中的文字。非constexpr函数circular_area_2被编译为普通函数，并在运行时执行以确定结果。这在运行时会有所不同。请参阅此处获取代码清单。