Question

考虑典型的有限差分应用：

// assuming T_size > 2
void process_T(double *T0, double *T, const int &T_size, bool periodic) {
  for (int i = 0; i < T_size; ++i) {
    double sum = 0;
    double base = T0[i];
    if (i > 0) sum += (T0[i-1]-base);
    if (i < 0) sum += (T0[i+1]-base);
    if (periodic) { 
       if (i == 0) sum += (T0[T_size-1]-base);
       if (i == T_size-1) sum += (T0[0]-base);
    } else {
      if (i == 1 || i == T_size-1) sum += 0.5*(T0[i-1]-base);
      if (i == 0 || i == T_size-2) sum += 0.5*(T0[i+1]-base);
    }
    T[i] = T0[i] + sum * 0.08; // where 0.08 is some magic number
  }
}

对periodic的检查是循环不变的，但由于仅在运行时已知，因此每次都会产生条件检查成本。我可以创建一个专门的函数来假设其中一个案例，但维护公共基础会很麻烦，特别是在三维问题的情况下，它将增长到8个函数（周期性：无，x，y，z， xy，xz，yz，xyz）考虑所有组合。

是否可以通过元编程来解决这个问题？

P / S：分支预测器可以相应地优化它吗？

Answer 1

模板可能包含非类型参数：

template <bool periodic> void process_T(double *T0, double *T, const int &T_size)

当然，这意味着在通话网站上编写类似这样的内容的费用：

bool periodicFunction = {whatever};
if (periodicFunction)
    process_T<true>(...);
else
    process_T<false>(...);

Answer 2

是的，你可以

enum Periodicity
{
    PERIODICITY_NONE,
    PERIODICITY_X,
    PERIODICITY_Y
    // etc
};

然后

template <Periodicity P>
void process_T(double* T0, double* T, const int& T_size)
{
    if (P == PERIODICITY_NONE) // ... do something
    if (P == PERIODICITY_X) // ... do something else

    // Common code
}

任何体面的优化编译器都能够在编译时执行检查，并且可以消除任何死代码（即使在-O0，g ++也会出现这种情况）。

在模板函数中包含一个不变的假设

2 个答案: