作为模板部分的结束节,本条款谈到了模板元编程,元编程本质上就是将运行期的代价转移到编译期,它利用template编译生成C++源码,举下面阶乘例子:
template <int N>
struct Factorial
{
enum
{
value = N * Factorial<N - >::value
};
}; // 特化版本
template <>
struct Factorial<>
{
enum
{
value =
};
}; int main()
{
cout << Factorial<>::value << endl; // 输出120
}
在编译期,Factorial<5>::value就被翻译成了5 * 4 * 3 * 2 * 1,在运行期直接执行乘法即可。
元编程有何优点?
1. 以编译耗时为代价换来卓越的运行期性能,因为对于产品级的程序而言,运行的时长远大于编译时长。
2. 将原来运行期才能发现的错误提前到了编译期,要知道,错误发现的越早,代价越小。
元编程有何缺点?
1. 代码可读性差,写起来要运用递归的思维,非常困难。
2. 调试困难,元程序执行于编译期,不能debug,只能观察编译器输出的error来定位错误。
3. 编译时间长,运行期的代价转嫁到编译期。
4. 可移植性较差,老的编译器几乎不支持模板或者支持极为有限。
模板元编程TMP虽然有这么多的缺点,但它已经被证明是“图灵完全”的了,意思是它的威力大到足以计算任何事物。目前boost库中用到了一些TMP技术,但大部分项目还是因为TMP的一些缺点而没有广泛采用,所以这里我们只要略做了解即可。
下面总结一下:
1. TMP可将工作由运行期转移到编译期,因而得以实现早期错误侦测或者更高的执行效率。
2. TMP可被用来生成“基于政策选择组合”的客户定制代码,也可以用来避免生成对某些特殊类型并不适合的代码。(这句话看不懂也没关系)