针对编译时常量优化的函数

Question

假设我有一个向量长度计算函数，它有一个附加inc参数（这告诉相邻元素之间的距离）。一个简单的实现是：

float calcLength(const float *v, int size, int inc) {
    float l = 0;

    for (int i=0; i<size*inc; i += inc) {
        l += v[i]*v[i];
    }
    return sqrt(l);
}

现在，calcLength可以使用两种inc参数进行调用：何时inc在编译时已知，何时未知。我想要一个calcLength针对常见编译时值inc（如 1）的优化版本。

所以，我会有这样的东西：

template <int C>
struct Constant {
    static constexpr int value() {
        return C;
    }
};

struct Var {
    int v;

    constexpr Var(int p_v) : v(p_v) { }

    constexpr int value() const {
        return v;
    }
};

template <typename INC>
float calcLength(const float *v, int size, INC inc) {
        float l = 0;

        for (int i=0; i<size*inc.value(); i += inc.value()) {
            l += v[i]*v[i];
        }
        return sqrt(l);
    }
}

所以，可以这样使用：

calcLength(v, size, Constant<1>()); // inc is a compile-time constant 1 here, calcLength can be vectorized

或者

int inc = <some_value>;
calcLength(v, size, Var(inc)); // inc is a non-compile-time constant here, less possibilities of compiler optimization

我的问题是，是否有可能以某种方式保留原始界面，并根据类型（编译时常量与否）自动放入Constant/ ？Varinc

calcLength(v, size, 1); // this should end up calcLength(v, size, Constant<1>());
calcLength(v, size, inc); // this should end up calcLength(v, size, Var(int));

注意：这是一个简单的例子。在我的实际问题中，我有几个函数，例如calcLength，并且它们很大，我不希望编译器内联它们。

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注2：我也对不同的方法持开放态度。基本上，我想要一个解决方案，它可以满足这些要求：

• 该算法被指定一次（最有可能在模板函数中）
• 如果我指定1as inc，则实例化一个特殊函数，并且代码很可能被矢量化
• 如果inc不是编译时常量，则调用通用函数
• 否则（非 1 编译时常量）：调用哪个函数并不重要

Answer 1

C++ 不提供检测提供的函数参数是否为常量表达式的方法，因此您无法自动区分提供的文字和运行时值。

如果参数必须是函数参数，并且您不愿意在这两种情况下更改它的调用方式，那么您这里唯一的杠杆就是参数的类型：您对Constant<1>()vs的建议Var(inc)非常好看待。