Question

我正在编写一个C ++硬件抽象层（HAL），它需要尽可能快。

多态性提供了最好的API，但虚拟表查找确实会降低代码的速度。

这使我将模板与策略结合使用以获得编译时多态性。但是因为具有不同参数的模板被实例化为完全不同的类型，所以我不能在函数调用中交替使用它们，除非该函数也是模板。

但是，我不想强制我的HAL库的用户将所有函数都写为模板，因为我使用了模板。

为了便于说明，假设这是我的HAL：

template<typename T_POLICY>
class I2CManager {
public:     
    void send(uint8_t data) {
        T_POLICY::send(data);
        ++sent_data; 
    }
private:
    int sent_data; // Just to illustrate that I2CManager has state
};

class I2C1 {
    static void send(uint8_t data) { /* Run some code here */ }
};

class I2C2 {
    static void send(uint8_t data) { /* Run other code here */ }
};


// OTHER HW
template<typename T_POLICY>
class UARTManager { ··· };

class UART1 { ··· };
class UART2 { ··· };

template<typename T_POLICY>
class TIMERManager { ··· };

class TIMER1A { ··· };
class TIMER1B { ··· };

这有效，我现在可以使用不同的策略创建一个I2CManager，如下所示。我甚至可以让几个I2CManagers同时运行不同的策略。

I2CManager<I2C1> i2c1;
I2CManager<I2C2> i2c2;

i2c1.send(0x11); // This works
i2c2.send(0x11); // This also works

现在， i2c1 和 i2c2 具有相同的公共方法，但它们不可互换。因此，我的HAL库的用户也被迫使用模板。

// THIS DOES NOT WORK
void foo(I2CManager m) { m.send(0x11); }
foo(my_manager_1);

// BUT THIS WORKS
template<typename T>
void foo(I2CManager<T> m) { m.send(0x11); }
foo(i2c1);

我能否以某种方式获得编译时多态性，但允许最终用户将其视为正常的多态？我不在乎我的库中的内部代码是否因为速度而变得丑陋或难以阅读，但API必须尽可能简单直观。

实际上，我希望 foo（）专门用于（并在代码中复制）不同的参数，就像它是一个模板一样，但我不想要我的库的用户注意到它是一个模板功能。模板的替代品也是受欢迎的。

我不知道这是否可能，但我已经阅读了一些关于 concepts 的内容，这些内容将出现在下一个C ++标准中。我想要编译时多态，但作为运行时多态性的用户友好。

考虑：

因为我正在连接HW，我的HWManagers的每个实例都有不同的政策将是独特的（即只有一个 HWManager实例和一个HWManager实例，并且可能同时存在，也可能不存在。）
所有实例都由库创建为全局变量，并且是不可堆积。
所有政策方法都非常短，因此具有多种独特性模板的实例优于虚拟表执行速度。
代码大小无关紧要（适用于嵌入式系统），但RAM使用情况和执行速度。我需要尽可能多地解决在编译期间。再一次，我愿意过度膨胀可执行文件，以避免运行时解析。
仅支持C ++ 03

编辑的代码示例

Answer 1

所有实例都由库创建为全局变量，并且不可堆叠。

你的意思是这样的，对吧？

static HWManager<DrierPolicy> drierManager;

static HWManager<FridgePolicy> fridgeManager;

然后，让用户了解他们并允许她/他直接使用这些内容有什么不对：

drierManager.doStuff();

fridgeManager.doStuff();

然后......

因为我正在连接HW，所以我的HWManagers的不同策略的每个实例都是唯一的

那么为什么要将doStuff方法实现为实例方法呢？一些静态方法不够好吗？

（这些是问题，而不是批评。是的，我知道，这不是一个答案 - 它可能是一个 - 但我需要额外的格式，评论不提供）

C ++隐藏编译时多态性

1 个答案: