Question

这个问题涉及Effective C ++书中的第44项。 Scott Mayers指出，以下模板类可能会导致代码膨胀，因为反转函数不一定取决于模板参数n。不幸的是，具有不同n值的多个模板实例，例如SquareMatrix＆lt; int，5＆gt;和SquareMatrix＆lt; int，10＆gt;也会生成反转函数的多个实例，从而生成比实际应该更大的目标代码。

template<typename T, std::size_t n>
class SquareMatrix
{   
public:
   void invert()
   {
      ...
   }
};

他建议反转函数可以在基类中考虑如下。请注意，volatile var仅用于测试目的，以防止编译器优化所有内容。 SquareMatrixBase :: invert不应该做任何合理的事情。我只是想检查它的代码是否重复。

template<typename T>
class SquareMatrixBase
{
protected:
   void invert(std::size_t size)
   {
      volatile int var = size;
   }
};

template<typename T, std::size_t n>
class SquareMatrix : private SquareMatrixBase<T>
{
private:
   using SquareMatrixBase<T>::invert;

public:
   void invert()
   {
      invert(n);
   }
};

此时Scott Mayers说：

现在很多 - 也许全部 - SquareMatrix的成员函数都可以对共享的非内联基类版本的简单内联调用与所有其他矩阵保持相同类型的数据，无论如何他们的大小。

但是，我不明白为什么编译器也不应该内联SquareMatrixBase :: invert，这会导致代码膨胀。为什么Scott Mayers谈到“对非内联基类版本的调用”？至于我现在的模板类'成员函数总是隐式有资格进行内联，除非我强迫编译器不要通过某个特定的指令这样做。

作为测试，我使用gcc和O3优化级别编译以下主要功能

int main()
{
   {
      SquareMatrix<int, 5> sm;
      sm.invert();
   }
   {
      SquareMatrix<int, 10> sm;
      sm.invert();
   }       
   return 0;
}

并且生成的目标代码清楚地显示BaseSquareMatrixBase :: invert是内联的，从而导致重复的目标代码。

0000000000400400 <main>:
class SquareMatrixBase
{
protected:
   void invert(std::size_t size)
   {
      volatile int var = size;
  400400:       c7 44 24 f8 05 00 00    movl   $0x5,-0x8(%rsp)
  400407:       00 
   {
      SquareMatrix<int, 10> sm;
      sm.invert();
   }       
   return 0;
}
  400408:       31 c0                   xor    %eax,%eax
class SquareMatrixBase
{
protected:
   void invert(std::size_t size)
   {
      volatile int var = size;
  40040a:       c7 44 24 fc 0a 00 00    movl   $0xa,-0x4(%rsp)
  400411:       00 
   {
      SquareMatrix<int, 10> sm;
      sm.invert();
   }       
   return 0;
}
  400412:       c3                      retq

我错过了什么？

Answer 1

在这个具体实例中，您和编译器都希望内联对SquareMatrixBase<int>::invert()的调用，因为它太小了。使用更大的invert()函数，编译器将在内联或调用之间进行权衡 - 看看gcc对-Os的作用很有意思，例如，使用完全实现的invert() - 但是如果基类不是模板化类（或者如果您只计划支持有限数量的实例化），则可以通过在不同的编译单元中提供实现来强制解决问题。

从模板中分解与参数无关的代码

1 个答案: