变量模板的开销

Question

C++14 引入了变量模板 (Variable templates)。

template<class T>
constexpr T pi = T(3.1415926535897932385);  // variable template

template<class T>
T circular_area(T r) // function template
{
    return pi<T> * r * r; // pi<T> is a variable template instantiation
}

就二进制内存占用和运行时速度而言，使用它的开销是多少？

Answer 1

如果两者之间存在任何差异，我肯定会将此作为错误报告给编译器制造商：

template<class T>
constexpr T pi = T(3.1415926535897932385);  // variable template

template<class T>
T circular_area(T r) // function template
{
    return pi<T> * r * r; // pi<T> is a variable template instantiation
}

和

constexpr double pi = 3.1415926535897932385;

double circular_area(double r)
{
    return pi * r * r;
}

如果将 double 替换为 float 也是如此。

一般来说，constexpr 应该直接在编译代码中求出相关常量。如果它不能这样做，那么编译器应该给出一个错误（因为它不是一个真正的 constexpr）。

Answer 2

给定；

template<class T>
constexpr T pi = T(3.1415926535897932385); // when T is double
// and
constexpr double pi = 3.1415926535897932385;

没有运行时差异，都是编译时常量。模板是一个编译时间的东西 - 因此，当比较类似时（即 constexpr double pi 与 constexpr T pi）它最终会是相同的 - 这是预期的。

与 OP 代码不同的是它的使用方式。

template<class T>
T circular_area_t(T r) // function template
{
    return pi<T> * r * r; // pi<T> is a variable template instantiation
}
// and
constexpr double circular_area_1(double r)
{
    return pi<double> * r * r;
}
double circular_area_2(double r)
{
    return pi<double> * r * r;
}

给定 constexpr 函数 circular_area_1 和模板函数 circular_area_t，这两者都会导致编译时计算，因此结果的二进制文字。非constexpr函数circular_area_2被编译为普通函数，在运行时执行以确定结果。这在运行时有所不同。参见 here for a code listing。

变量模板的开销

Overhead of variable template

c++

variable-templates

c++14