Думаю, такой способ более читабельный:
#include <array>
constexpr int f(int a) { return a + 1; }
constexpr void init(auto &A)
{
A[0] = 1;
for (int i = 1; i < A.size(); i++) {
A[i] = f(A[i - 1]);
}
}
int main() {
std::array<int, 1024> A;
A[0] = 1;
init(A);
}
Мне нужно сделать заявление об отказе от ответственности, что для больших размеров массива не гарантируется создание массива за постоянное время. И принятый ответ с большей вероятностью сгенерирует полный массив во время расширения шаблона.
Но предлагаемый мной способ имеет ряд преимуществ:
- Вполне безопасно, что компилятор не съест всю вашу память и не сможет расширить шаблон.
- Скорость компиляции значительно выше
- Вы используете интерфейс C ++, когда используете массив
- Код в целом более читабельный
В конкретном примере, когда вам нужно только одно значение, вариант с шаблонами сгенерировал для меня только одно число, а вариант с std::array
сгенерировал цикл.
Обновить
Благодаря Navin я нашел способ принудительно вычислить время компиляции массива.
Вы можете заставить его запускаться во время компиляции, если вы вернетесь по значению: std :: array A = init ();
Итак, с небольшими изменениями код выглядит следующим образом:
#include <array>
constexpr int f(int a) { return a + 1; }
constexpr auto init()
{
// Need to initialize the array
std::array<int, SIZE> A = {0};
A[0] = 1;
for (unsigned i = 1; i < A.size(); i++) {
A[i] = f(A[i - 1]);
}
return A;
}
int main() {
auto A = init();
return A[SIZE - 1];
}
Чтобы это скомпилировать, нужна поддержка C ++ 17, иначе operator [] из std :: array не будет constexpr. Также обновляю замеры.
При выводе сборки
Как я уже упоминал ранее, вариант шаблона более лаконичен. Дополнительные сведения см. здесь.
В варианте шаблона, когда я просто выбираю последнее значение массива, вся сборка выглядит следующим образом:
main:
mov eax, 1024
ret
В то время как для варианта std :: array у меня есть цикл:
main:
subq $3984, %rsp
movl $1, %eax
.L2:
leal 1(%rax), %edx
movl %edx, -120(%rsp,%rax,4)
addq $1, %rax
cmpq $1024, %rax
jne .L2
movl 3972(%rsp), %eax
addq $3984, %rsp
ret
С std :: array и return by value сборка идентична версии с шаблонами:
main:
mov eax, 1024
ret
О скорости компиляции
Я сравнил эти два варианта:
test2.cpp:
#include <utility>
constexpr int f(int a) { return a + 1; }
template<int... Idxs>
constexpr void init(int* A, std::integer_sequence<int, Idxs...>) {
auto discard = {A[Idxs] = f(A[Idxs - 1])...};
static_cast<void>(discard);
}
int main() {
int A[SIZE];
A[0] = 1;
init(A + 1, std::make_integer_sequence<int, sizeof A / sizeof *A - 1>{});
}
test.cpp:
#include <array>
constexpr int f(int a) { return a + 1; }
constexpr void init(auto &A)
{
A[0] = 1;
for (int i = 1; i < A.size(); i++) {
A[i] = f(A[i - 1]);
}
}
int main() {
std::array<int, SIZE> A;
A[0] = 1;
init(A);
}
Результат:
| Size | Templates (s) | std::array (s) | by value |
|-------+---------------+----------------+----------|
| 1024 | 0.32 | 0.23 | 0.38s |
| 2048 | 0.52 | 0.23 | 0.37s |
| 4096 | 0.94 | 0.23 | 0.38s |
| 8192 | 1.87 | 0.22 | 0.46s |
| 16384 | 3.93 | 0.22 | 0.76s |
Как я создал:
for SIZE in 1024 2048 4096 8192 16384
do
echo $SIZE
time g++ -DSIZE=$SIZE test2.cpp
time g++ -DSIZE=$SIZE test.cpp
time g++ -std=c++17 -DSIZE=$SIZE test3.cpp
done
А если включить оптимизацию, скорость кода с шаблоном еще хуже:
| Size | Templates (s) | std::array (s) | by value |
|-------+---------------+----------------+----------|
| 1024 | 0.92 | 0.26 | 0.29s |
| 2048 | 2.81 | 0.25 | 0.33s |
| 4096 | 10.94 | 0.23 | 0.36s |
| 8192 | 52.34 | 0.24 | 0.39s |
| 16384 | 211.29 | 0.24 | 0.56s |
Как я создал:
for SIZE in 1024 2048 4096 8192 16384
do
echo $SIZE
time g++ -O3 -march=native -DSIZE=$SIZE test2.cpp
time g++ -O3 -march=native -DSIZE=$SIZE test.cpp
time g++ -O3 -std=c++17 -march=native -DSIZE=$SIZE test3.cpp
done
Моя версия gcc:
$ g++ --version
g++ (Debian 7.2.0-1) 7.2.0
Copyright (C) 2017 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions. There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
person
mcsim
schedule
14.11.2017
MetaFunc
. - person freakish   schedule 14.11.2017-ftemplate-depth=n
. Обратите внимание, что стандарт C ++ 11 устанавливает значение по умолчанию 1024. Если таблица все еще слишком велика, вы можете предварительно сгенерировать всю таблицу, сохранить ее как файл заголовка C ++ и просто включить. - person freakish   schedule 14.11.2017lg N
вместоN
. - person Ben Voigt   schedule 14.11.2017