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我需要帮助理解函子调度程序的两个不同版本，请参见此处：

#include <cmath>
#include <complex>
double* psi;
double dx = 0.1;
int range;
struct A
{
    double operator()(int x) const
    {
        return dx* (double)x*x;
    }
};

template <typename T>
void dispatchA()
{
    constexpr T op{};

    for (int i=0; i<range; i++)
        psi[i]+=op.operator()(i);
}

template <typename T>
void dispatchB(T op)
{

    for (int i=0; i<range; i++)
        psi[i]+=op.operator()(i);
}

int main(int argc, char** argv)
{
    range= argc;
    psi = new double[range];
    dispatchA<A>();
    // dispatchB<A>(A{});
}

住在https://godbolt.org/z/93h5T46oq

调度程序会在一个大循环中被多次调用，所以我需要确保我做对了。在我看来，这两个版本都不必要地复杂，因为函子的类型在编译时是已知的。DispatchA，因为它不必要地创建了一个 (constexpr) 对象。DispatchB，因为它一遍又一遍地传递对象。

当然，这些可以通过 a) 在函子中创建一个静态函数来解决，但是静态函数是不好的做法，对吧？b) 在调度程序中创建函子的静态实例，但随后对象的生命周期会增长到程序的生命周期。

话虽这么说，我不知道足够的组装来有意义地比较这两种方法。有没有更优雅/更有效的方法？

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2 回答 2

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假设A是无状态的，就像在您的示例中一样，并且没有非静态数据成员，它们是相同的。编译器足够聪明，可以看到对象的构造是空操作并忽略它。让我们稍微清理一下您的代码以获得干净的程序集，我们可以很容易地推断出：

struct A {
  double operator()(int) const noexcept;
};

void useDouble(double);
int genInt();

void dispatchA() {
  constexpr A op{};
  auto const range = genInt();
  for (int i = 0; i < range; i++) useDouble(op(genInt()));
}

void dispatchB(A op) {
  auto const range = genInt();
  for (int i = 0; i < range; i++) useDouble(op(genInt()));
}

在这里，输入来自哪里以及输出去哪里被抽象出来。生成的程序集仅因op对象的创建方式而异。用 GCC 11.1 编译它，我得到相同的程序集生成。不会发生任何创建或初始化A。

于 2021-06-18T21:03:34.207 回答
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这可能不是您正在寻找的答案，但是您将从几乎所有经验丰富的开发人员那里获得的一般建议是，只需以自然/可理解的方式编写代码，并且仅在需要时进行优化。

这听起来像是没有答案，但实际上是个好建议。

在大多数情况下，您可能（如果有的话）由于像这样的小决定而产生的成本总体上是无关紧要的。通常，优化算法比优化几条指令更能获得更多收益。确实，这条规则有例外——但通常这种优化是紧密循环的一部分——这是您可以通过分析和基准测试追溯查看的类型。

最好以将来可以维护的方式编写代码，并且只有在证明这是一个问题时才真正优化它。

对于有问题的代码，优化后的两个代码片段都会产生相同的程序集——这意味着两种方法在实践中的性能应该相同（只要调用特性相同）。但即便如此，基准测试将是验证这一点的唯一真正方法。

由于调度程序是函数template定义，因此它们是隐式inline的，并且它们的定义在调用之前将始终可见。通常，这足以让优化器对此类代码进行内省和内联（如果它认为这样做总比不这样做好）。

...静态函数是不好的做法，对吧？

不; static功能是不错的做法。就像 C++ 中的任何实用程序一样，它们肯定会被滥用——但它们本质上并没有什么坏处。

DispatchA, ... 不必要地创建 (constexpr) 对象

constexpr对象是在编译时构造的——因此除了在堆栈上保留更多空间之外，您不会看到任何实际成本。这个成本真的很小。

static constexpr如果你真的想避免这种情况，你也可以这样做。尽管从逻辑上讲，正如您所提到的，“对象的生命周期会增长到程序的生命周期”，但constexpr对象在 C++ 中不能具有退出时间行为，因此成本几乎不存在。

于 2021-06-18T21:04:53.170 回答