struct initialization/constructor 使用元编程

Question

为了实现 Block floating point，我在代码中使用了以下结构：

struct ff32{
    int16_t _exp;
    int32_t _frac;

    ff32(int16_t e, int32_t f)
        : _exp(e), _frac(f)
    {};
};

我可以实例化这种结构类型的变量并初始化如下：

ff32 x(2, 0x60000000);
ff32 y = {2, 0x60000000};

我想扩展构造函数以包含 float 数据类型，如下所示：

struct ff32{
    int16_t _exp;
    int32_t _frac;

    ff32(int16_t e, int32_t f)
        : _exp(e), _frac(f)
    {};

    ff32(float x)
    {
        // some code that extract _exp and _frac 
        // for a given floating-point number x
    };
};

我已经实现了构造函数 ff32(float x) 的主体，但我不希望此代码在运行时针对常量浮点参数执行，例如ff32（2.7f）。是否可以使用某种元编程来实现这一点？我还应该提到我的工具链只支持 C++11。

Answer 1

这里不需要元编程。

在任何情况下都会创建函数 ff32(float x)，但正如 Klaus 提到的，您可以依靠编译器优化将其在 constexpr 浮点数上的结果替换为相应的值，而无需调用 [=19= 中的函数]-时间。只需使用以下计算（可以在编译时执行）：

struct float32{
    unsigned const bits;
    unsigned const exponent;
    unsigned const fraction;
    bool const sign;

    constexpr float32(float input_float):
        bits(*reinterpret_cast<unsigned*>(&input_float)),
        exponent((bits & 0x7f800000) >> 23),
        fraction((bits & 0x007fffff)),
        sign((bits & 0x80000000) > 0)
    {}
};

您可以观看您的代码编译成 here 的程序集。确保使用 -O3 标志并查看它在 constexpr 浮点数上的工作原理。

struct initialization/constructor 使用元编程

struct initialization/constructor using meta-programming

c++

constructor

struct

metaprogramming

c++11