Question

我目前正在编写模板化的c ++物理库。在我的函数中，我经常必须显式比较或设置某些数值。我的目标是编写尽可能通用的库，因此我希望尽可能支持浮点和整数类型。

为了获得正确的类型，我经常在代码中对T使用显式强制转换。在我所有情况下，这当然都解释为static_cast。因此，我的问题是：我是否真的需要static_cast这些值？还是可以通过执行/不执行来获取运行时开销？

示例：

我目前具有以下功能：

template <class T> auto is_elliptic(T eccentricity, T semi_major_axes = T(1)) {
   return T(0) <= eccentricity < T(1) && T(0) < semi_major_axes;
}

但是，我也可以这样写：

template <class T> auto is_elliptic(T eccentricity, T semi_major_axes = T(1.0)) {
   return T(0.0) <= eccentricity < T(1.0) && T(0.0) < semi_major_axes;
}

赞：

template <class T> auto is_elliptic(T eccentricity, T semi_major_axes = 1) {
   return 0 <= eccentricity < 1 && 0 < semi_major_axes;
}

或者这样：

template <class T> auto is_elliptic(T eccentricity, T semi_major_axes = 1.0) {
   return 0.0 <= eccentricity < 1.0 && 0.0 < semi_major_axes;
}

我不太关心这两个版本的可读性。我也不关心这个事实，在这里使用整数类型可能没有用。我想知道的是：

这些实现之间有区别吗？
如果是，那是什么？
加上，此代码编译器的可能优化取决于吗？

编辑：

如果我想支持自定义数字类型，是否会进行任何更改？

编辑：

正如评论中指出的那样，上面使用的链接比较实际上是错误的。该代码应类似于：

return T(0) <= eccentricity && eccentricity < T(1) && T(0) < semi_major_axes;

此外，可以使用constexpr版本对代码进行运行时优化：

template <class T> constexpr auto is_elliptic(T eccentricity) {
    return T(0) <= eccentricity && eccentricity < T(1);
}
template <class T> constexpr auto is_elliptic(T eccentricity, T semi_major_axes) {
    return T(0) <= eccentricity && eccentricity < T(1) && T(0) < semi_major_axes;
}

Answer 1

取决于您的需求。

此答案假设T是int或float（尽管它适用于double，long或行为类似的自定义类型），并且x的类型为T。

如果使用演员表：

这很容易理解。但是，对于在类型T中无法表示常量的情况，请当心。 0.5>x与(int)0.5>x不同。

如果不使用演员表：

[I]如果提升的操作数具有不同的类型，则应用另外的一组隐式转换，这些转换被称为通常的算术转换，目的是产生公共类型[...]。

（来自https://en.cppreference.com/w/cpp/language/operator_arithmetic）

| T     | Comparison | Equivalent to |
+-------+------------+---------------+
| int   | 0<x        | 0<x           |
| int   | 0.f<x      | 0.f<(float)x  |        (*)
| float | 0<x        | (float)0<x    |
| float | 0.f<x      | 0.f<x         |

对于(*)，比较是在float上进行的，而强制转换常量（int(0.f<x)）将对整数进行比较。对于其他情况，则相同。

关于编译器的开销：编译的速度可能稍慢，但是考虑到标准库头的编译速度已经很慢了，应该无关紧要。

我需要static_cast我的数字模板值吗？

1 个答案: