Могу ли я разделить места создания и использования стратегий времени компиляции?

Question

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <sstream>

using namespace std;

struct SubAlgorithm1 { void operator () (int /*i*/) { cout << "1" << endl; } };
struct SubAlgorithm2 { void operator () (int /*i*/) { cout << "2" << endl; } };

template<typename SubAlgorithm, typename Collection>
void Alrogirthm(SubAlgorithm& f, Collection& stuff) {
  // In my code f is invoked ~ 1e9 times (it's a loop that is executed ~
  // 1e6 times, and stuff.size() is ~1000). The application spends ~90% of
  // it's time in this function, so I do not want any virtual function
  // calls to slow down my number-crunching.
  for (int i = 0; i < 1; ++i) for_each(stuff.begin(), stuff.end(), f);
}

int main(int , char**) {
  vector<int> stuff;
  stuff.push_back(1);

  bool runtime_flag = true; // let's pretend it was read from config
  if (runtime_flag) {
    typedef SubAlgorithm1 SubAlgorithm;

    SubAlgorithm sub_algorithm;
    Alrogirthm(sub_algorithm, stuff);
  }
  else {
    typedef SubAlgorithm2 SubAlgorithm;

    SubAlgorithm sub_algorithm;
    Alrogirthm(sub_algorithm, stuff);
  }

  return 0;
}

То, что я действительно хотел бы написать вместо предложения if выше:

TypeClass SubAlgorithm = runtime_flag : SubAlgorithm1 ? SubAlgorithm2;
SubAlgorithm sub_algorithm;
Algorithm(sub_algorithm, stuff);

Есть ли способ сделать что-то подобное? Или какой-то совершенно другой шаблон (но не полиморфизм во время выполнения \ виртуальные функции) для решения этой проблемы?

PS В моем приложении Алгоритм имеет несколько Суб-Алгоритмов в качестве параметров, а Суб-Алгоритмы также имеют схожую структуру. Кроме того, некоторые SubAlgorithms имеют различный интерфейс создания. С полиморфизмом во время выполнения я могу использовать своего рода шаблон Factory, и все это выглядит хорошо ( http://ideone.com/YAYafr), но я действительно не могу использовать виртуальные функции здесь.

PPS Я сомневаюсь, что формулировка вопроса отражает то, что я на самом деле задаю в коде, поэтому я был бы рад получить любые предложения.

Answer 1

Да. Я называю технику магическим переключателем.

Вы создаете std::tuple ваших алгоритмов. Вы устанавливаете шаблонную функцию, которой будет передан один из этих алгоритмов.

При желании вы можете добавить другие аргументы с помощью совершенной вариационной пересылки.

template<size_t Max, typename...Ts, typename Func>
bool magic_switch( int n, Func&& f,  std::tuple<Ts...> const & pick ) {
  if( n==Max-1 ) {
    f(std::get<Max-1>(pick));
    return true;
  } else {
    return magic_switch<Max-1>( n, std::forward<Func>(f), pick );
  }
}

В псевдокоде. Специализируйте Max==0, чтобы просто возвращать false, и вам, возможно, придется сделать его функтором, чтобы можно было частично специализировать.

Переданный в функторе раздражает писать, как обратная сторона.

Другим вариантом является использование мета-фабрики (ну, фабрика метапрограммирования? Может быть, это мета-карта. Ну, что угодно.)

#include <iostream>
#include <tuple>
#include <vector>
#include <utility>
#include <cstddef>
#include <functional>
#include <array>
#include <iostream>

// metaprogramming boilerplate:
template<template<typename>class Factory, typename SourceTuple>
struct tuple_map;
template<template<typename>class Factory, template<typename...>class L, typename... SourceTypes>
struct tuple_map<Factory, L<SourceTypes...>> {
  typedef L< Factory<SourceTypes>... > type;
};
template<template<typename>class Factory, typename SourceTuple>
using MapTuple = typename tuple_map<Factory, SourceTuple>::type;
template<std::size_t...> struct seq {};
template<std::size_t max, std::size_t... s>
struct make_seq: make_seq<max-1, max-1, s...> {};
template<std::size_t... s>
struct make_seq<0, s...> {
  typedef seq<s...> type;
};
template<std::size_t max>
using MakeSeq = typename make_seq<max>::type;

// neat little class that lets you type-erase the contents of a tuple,
// and turn it into a uniform array:
template<typename SourceTuple, typename DestType>
struct TupleToArray;
template<template<typename...>class L, typename... Ts, typename DestType>
struct TupleToArray<L<Ts...>, DestType> {
  template<std::size_t... Index>
  std::array< DestType, sizeof...(Ts) > operator()( L<Ts...> const& src, seq<Index...> ) const {
    std::array< DestType, sizeof...(Ts) > retval{ DestType( std::get<Index>(src) )... };
    return retval;
  }

  std::array< DestType, sizeof...(Ts) > operator()( L<Ts...> const& src ) const {
    return (*this)( src, MakeSeq<sizeof...(Ts)>() );
  }
};
template< typename DestType, typename SourceTuple >
auto DoTupleToArray( SourceTuple const& src )
  -> decltype( TupleToArray<SourceTuple, DestType>()( src ) )
{
  return TupleToArray<SourceTuple, DestType>()( src );
}

// Code from here on is actually specific to this problem:
struct SubAlgo { int operator()(int x) const { return x; } };
struct SubAlgo2 { int operator()(int x) const { return x+1; } };

template<typename Sub>
struct FullAlgo {
  void operator()( std::vector<int>& v ) const {
    for( auto& x:v )
      x = Sub()( x );
  }
};

// a bit messy, but I think I could clean it up:
typedef std::tuple< SubAlgo, SubAlgo2 > subAlgos;
MapTuple< FullAlgo, subAlgos > fullAlgos;
typedef std::function< void(std::vector<int>&) > funcType;
std::array< funcType, 2 > fullAlgoArray =
  DoTupleToArray< funcType >( fullAlgos );

int main() {
  std::vector<int> test{1,2,3};
  fullAlgoArray[0]( test );
  for (auto&& x: test)
    std::cout << x;
  std::cout << "\n";
  fullAlgoArray[1]( test );
  for (auto&& x: test)
    std::cout << x;
  std::cout << "\n";
}

Это довольно много, но то, что я только что сделал, позволило вам взять ваш подалгоритм без сохранения состояния и подключить его к вашему полному алгоритму по одному элементу за раз, а затем стереть полученный полный алгоритм и сохранить его в std::function массив.

E сть virtual накладные расходы, но это происходит на верхнем уровне.

Answer 2

Вы должны использовать интерфейс с SubAlgorithm1 и SubAlgorithm2 (вам потребуются более точные имена) для реализации интерфейса. Создание объекта любого класса в зависимости от runtime_flag.