Quali operatori matematici sono disponibili in metaprogrammazione

Question

Sono rimasto molto impressionato nel vedere l'ultimo esempio in metaprogramming guide di Todd Veldhuizen in cui le funzioni trig come sin e cos sono calcolate in fase di compilazione. Per essere onesti, mi ha sconvolto e se stai scrivendo un codice che esegue un numero enorme di questi in loop, come lo sono io, questo potrebbe avere un effetto sostanziale sull'aumento delle prestazioni.

Domanda 1

Tuttavia, mi ha portato a chiedersi dove viene disegnata la linea tra ciò che è disponibile come strumento di run-time (chiamando effettive funzioni di libreria matematica come sin o cos) e ciò che è disponibile come solo un operatore matematico in fase di compilazione.

L'esempio di Todd deve calcolare manualmente la funzione trigonometrica utilizzando solo l'aritmetica ordinaria.

sono io supporre allora che un compilatore è in grado di tutte le funzioni matematiche ordinarie *+-/ ma niente altro?

Domanda 2

In tal caso, si sarebbe solo in grado di ottenere risultati compilazione in tempo per sin e cos calcoli su numeri interi, giusto? Cioè, non puoi precompilare il risultato di qualcosa come sin 45.5, corretto?

O forse, se il modello può accettare solo numeri interi come parametri, è possibile richiedere diversi numeri interi e fare un float fuori di essi nella classe, come passare 123 e facendo 1.23 per ottenere il sin di un valore float.

Answer 1

Domanda 1

Tuttavia, mi ha portato a chiedersi dove viene disegnata la linea tra ciò che è disponibile come strumento di run-time (chiamando effettive funzioni di libreria matematica come sin o cos) e ciò che è disponibile come solo un operatore matematico in fase di compilazione.

• funzioni possano essere utilizzate solo in caso di compiletime se sono dichiarati constexpr, obbedire alle regole del constexpr e sono chiamati con costanti compiletime.
• I tipi di dati definiti dall'utente possono essere utilizzati al momento della compilazione solo se sono costruiti tramite costruttori constexpr da costanti compiletime.
• Qualsiasi operatore incorporato che operi su tipi di unità costanti di tipo costante fornisce una costante costante.
• Qualsiasi tipo di conversione tra builtin fornisce una costante costante, se l'originale è una costante costante.

Quindi, non è limitato ai quattro operatori matematici, è possibile utilizzare % e altri operatori, nonché, così come METAFUNCTIONS modello e constexpr espressioni.

Domanda 2

In tal caso, si sarebbe solo in grado di ottenere risultati compilazione in tempo per il peccato e cos calcoli su numeri interi, giusto? Cioè, non puoi precompilare il risultato di qualcosa come sin 45.5, corretto?

Sì e no. In C++ 03 sei limitato ai builtin e ai metafunzioni del modello, constexpr non è disponibile. Il sin deve pertanto essere una metafunzione del modello che può funzionare solo su costanti integrali, poiché i tipi a virgola mobile non sono consentiti nei modelli. Potresti comunque definire modelli per frazioni o valori a virgola fissa e trovare un modello sin per quelli. Sarebbe piuttosto noioso e potresti facilmente finire con i limiti di istanziazione del modello.

Dal C++ 11 è possibile scrivere le funzioni constexpr che prendono i parametri in virgola mobile e funzionano con quelli.