C++静态使用调度模板

假设我有一些C++代码，看起来像这样：C++静态使用调度模板

class Base { 
    virtual void dummy() = 0; 
    // this is to generate a vtable, but note there is no virtual f() 
}; 

class A : public Base { 
public: 
    void f() { /* ... */ }; 
    void dummy() {}; 
} 

class B : public Base { 
public: 
    void f() { /* different implementation from A */ }; 
    void dummy() {}; 
} 

template<class T1, class T2, class T3> 
void doStuff(T1 &x, T2 &y, T3 &z) { 
    for (i=1; i<100000; ++i) { 
     x.f(); 
     y.f(); 
     z.f(); 
    } 
}

这样做的目的是为了避免内循环中的虚函数调用f()，为了让编译器的优化。（这显然是我的实际代码的简化版本，关于我的使用案例的详细信息，请参阅此more specific question）。

这工作正常，如果doStuff的参数的类型在运行时知道，但如果他们不那么它失败：

int main() { 
    Base *x = new A(); 
    Base *y = new B(); 
    Base *z = new A(); 

    doStuff(*x, *y, *z); 
    // oops - this instantiates to doStuff(Base &, Base &, Base &) 
    // and there's no Base::f(). 
}

来解决这个问题（由this answer的建议），它看来我要建立明确的静态调度功能：

void doStuff(Base &x, Base &y, Base &z) { 
    A *a_x = dynamic_cast<A*>(&x); 
    B *b_x = dynamic_cast<B*>(&x); 
    A *a_y = dynamic_cast<A*>(&y); 
    B *b_y = dynamic_cast<B*>(&y); 
    A *a_z = dynamic_cast<A*>(&z); 
    B *b_z = dynamic_cast<B*>(&z); 
    if (a_x && a_y && a_z) { 
     doStuff(*a_x, &a_y, &a_z); 
    } else if (a_x && a_y && b_z) { 
     doStuff(*a_x, &a_y, &b_z); 
    } 
    // ... and so on for all eight combinations of A and B. 
}

但是，这是一些很烦人的重复代码，如果我有沿doStuff线多种功能，将很快得到不可收拾，特别是如果其中任何公顷有四个或更多的论点。

所以我的问题是，有什么办法可以避免这个重复的代码？看起来，模板的一些更巧妙的使用应该能够消除它，但我不知道如何去做。

来源

2014-03-03 Nathaniel

模板可能很难，但Boost的预处理器库可能会帮助您：http://www.boost.org/doc/libs/1_40_0/libs/preprocessor/doc/ –

dynamic_cast将仅适用于具有vtable的层次结构类 –

@Alex它似乎是好的，如果我添加一个虚拟的虚拟方法的基类 - 我已经编辑帖子。 – Nathaniel

问题的标题是：“static dispatch” - 不幸的是，您的问题需要在运行时找到类型...您想从某些基类指针中识别实际类型。这只会在运行时才起作用。

使用dynamic_cast是一种破解，dynamic_cast的使用通常意味着糟糕的OO设计。顺便说一句，我敢打赌，使用dynamic_cast（dynamic_cast可能会非常慢！），然后静态函数调用比简单地将f()虚拟化并将其放到您的基类并调用它的方式要慢。

当然你的情况有点特别，你希望为所有8种情况执行其他的事情，但这是一件很脏的工作，你不能用C++中的简短代码来优雅地解决。有可能建立一个不容易出错/易于扩展的解决方案，或者一个性能更好的解决方案，但它们都不会简短和/或优雅。你目前的doStuff()实现是一个较不容易出错的“防弹”解决方案，另一个丑陋的解决方案刚刚出现在我的脑海中，即使对于很多派生类和类组合（自己的类型枚举与自己的gettype +开关）但那真是丑陋。

总结：这个问题在C++中没有很好的解决方案。你必须重新考虑你的设计，否则你必须忍受丑陋的代码，当涉及到无法用C++优雅地解决的问题：例如，在序列化的情况下，你经常会发现这样的丑陋代码...

来源

2014-03-03 08:42:00 pasztorpisti

这是不好的OO设计！不幸的是，糟糕的设计是SIMD并行性是编译器优化而不是语言特性的自然结果 - 这就是需要以这种方式构建它的原因。请注意，'f（）'连续被调用100000次（可以由编译器进行矢量化），而'dynamic cast'只会调用一次，所以成本相对较低。但是，是的，我倾向于认为你可能是对的，没有优雅的方式来做到这一点。（但它不能伤害要问。） – Nathaniel

这是一个经典的多派遣问题。它在文献中非常发达。其中一个解决方案是访问者模式（您需要将它应用两次，因为您有3个参数可用于分派）。另一个是map<tuple<type_info, type_info, type_info>, StuffDoer>（后一类应该有一个虚拟的doStuff方法，并对其中的所有参数执行dynamic_cast）。

来源

2014-03-03 10:08:38

如果你有时间，你能指出我对第二种解决方案的样子吗？自90年代以来我没有使用STL，所以我很难想象代码。 – Nathaniel

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