英特尔C ++编译器编译递归decltype返回速度非常慢
我正在为由任意数量的char标签进行参数化的表达式编写模板。
给定一个参数列表，一个工厂函数根据是否有两个相同类型的参数或它们是否唯一，返回不同类型的表达式。
一个具体的例子：假设A是一个“labelable”对象，其operator()重载以产生一个?Expression<...> 。 设a, b, ...被声明为标签LabelName<'a'>, LabelName<'b'>, ... 然后A(a,b,c,d)产生一个UniqueExpression<'a','b','c','d'> A(a,b,c,d) ，而A(a,c,b,c)会产生一个RepeatedExpression<'a','c','b','c'>代替。
为了达到这个目的，我必须使用auto和decltype来定义?Expression的工厂函数。 此外， decltype必须级联到另一个decltype直到元程序通过参数递归完成，并且返回类型最终决定。 作为一个例子，我已经为工厂方法隔离了一个相当简单的代码。
template <typename... T> struct TypeList { };
template <char C> struct LabelName { };
template <typename... T> class UniqueExpression
{
// Contains implementation details in actual code
};
template <typename... T> class RepeatedExpression
{
// Contains implementation details in actual code
};
class ExpressionFactory {
private:
template <char _C, typename... T, typename... _T>
static UniqueExpression<T...>
_do_build(TypeList<T...>,
TypeList<LabelName<_C>>,
TypeList<>,
TypeList<_T...>)
{
return UniqueExpression<T...> ();
}
template <char _C, typename... T, typename... _T1, typename... _T2, typename... _T3>
static RepeatedExpression<T...>
_do_build(TypeList<T...>,
TypeList<LabelName<_C>, _T1...>,
TypeList<LabelName<_C>, _T2...>,
TypeList<_T3...>)
{
return RepeatedExpression<T...> ();
}
template <char _C1, char _C2, typename... T, typename... _T1, typename... _T2, typename... _T3>
static auto
_do_build(TypeList<T...>,
TypeList<LabelName<_C1>, _T1...>,
TypeList<LabelName<_C2>, _T2...>,
TypeList<_T3...>)
-> decltype(_do_build(TypeList<T...>(),
TypeList<LabelName<_C1>, _T1...>(),
TypeList<_T2...>(),
TypeList<_T3..., LabelName<_C2>>()))
{
return _do_build(TypeList<T...>(),
TypeList<LabelName<_C1>, _T1...>(),
TypeList<_T2...>(),
TypeList<_T3..., LabelName<_C2>>());
}
template <char _C1, char _C2, typename... T, typename... _T1, typename... _T2>
static auto
_do_build(TypeList<T...>,
TypeList<LabelName<_C1>, LabelName<_C2>, _T1...>,
TypeList<>,
TypeList<LabelName<_C2>, _T2...>)
-> decltype(_do_build(TypeList<T...>(),
TypeList<LabelName<_C2>, _T1...>(),
TypeList<_T2...>(),
TypeList<>()))
{
return _do_build(TypeList<T...>(),
TypeList<LabelName<_C2>, _T1...>(),
TypeList<_T2...>(),
TypeList<>());
}
public:
template <char C, typename... T>
static auto
build_expression(LabelName<C>, T...)
-> decltype(_do_build(TypeList<LabelName<C>, T...>(),
TypeList<LabelName<C>, T...>(),
TypeList<T...>(),
TypeList<>()))
{
return _do_build(TypeList<LabelName<C>, T...>(),
TypeList<LabelName<C>, T...>(),
TypeList<T...>(),
TypeList<>());
}
};
工厂可以像这样在程序中调用：（在实际的程序中有另一个带有重载operator()类，它调用工厂）
int main()
{
LabelName<'a'> a;
LabelName<'b'> b;
...
LabelName<'j'> j;
auto expr = ExpressionFactory::build_expression(a,b,c,d,e,f,g,h,i,j);
// Perhaps do some cool stuff with expr
return 0;
}
上述代码按预期工作，并由GCC和Intel编译器正确编译。 现在，我知道编译器需要更多时间来执行递归模板推演，因为我调整了使用的标签数量。
在我的电脑上，如果用一个参数调用build_expression ，那么GCC 4.7.1平均需要大约0.26秒的时间进行编译。 对于五个参数，编译时间可以扩展到大约0.29秒，对于十个参数，编译时间可以扩展到0.62秒。 这完全合理。
这个故事与英特尔编译器完全不同。 ICPC 13.0.1在0.35秒内编译单参数代码，编译时间对于最多四个参数保持不变。 在五个参数中，编译时间长达12秒，而在六个参数上，它在9600秒以上（即超过2小时40分钟）上升。 不用说，我没有等待足够长的时间来找出编译七个参数版本需要多长时间。
马上就会想到两个问题：
特别是英特尔编译器是否知道编译递归decltype速度很慢？
有什么方法可以重写这段代码，以便可能对编译器更友好的方式达到相同的效果？
这是一个刺伤它。 我不是对每个元素进行两两比较，而是对类型列表进行排序，然后使用大脑死亡的独特算法来查看是否有任何重复。
我在类型上实现了合并排序，因为它很有趣。 可能是一种天真的泡泡排序会在合理数量的参数上更好地工作。 请注意，一些工作将允许我们在长列表上进行合并排序，并专门用于短列表中的冒泡排序（甚至插入排序）。 我不想写一个模板快速排序。
这给了我一个编译时间布尔值，说明列表中是否有重复项。 然后我可以使用enable_if来选择我要使用的超载。
请注意，您的解决方案涉及n ^ 2层模板递归，在每个阶段返回类型需要评估1个步骤较简单的类的类型，然后返回的类型也需要相同！ 如果英特尔编译器记忆失败，则说明指数量的工作。
我用一些助手增加了一些你的类。 我做你的LabelName从s继承std::integral_constant ，所以我要自己的价值容易编译时访问。 这使得排序代码更容易一些。 我还暴露了重复和唯一返回值的enum ，所以我可以对结果进行简单的printf调试。
这项工作大部分都是编写合并排序 - 是否有我们可以使用的标准编译时类型排序？
#include <type_traits>
#include <iostream>
template <typename... T> struct TypeList { };
// NOTE THIS CHANGE:
template <char C> struct LabelName:std::integral_constant<char, C> {};
template <typename... T> class UniqueExpression
{
// Contains implementation details in actual code
public:
enum { is_unique = true };
};
template <typename... T> class RepeatedExpression
{
// Contains implementation details in actual code
public:
enum { is_unique = false };
};
// A compile time merge sort for types
// Split takes a TypeList<>, and sticks the even
// index types into Left and odd into Right
template<typename T>
struct Split;
template<>
struct Split<TypeList<>>
{
typedef TypeList<> Left;
typedef TypeList<> Right;
};
template<typename T>
struct Split<TypeList<T>>
{
typedef TypeList<T> Left;
typedef TypeList<> Right;
};
// Prepends First into the TypeList List.
template<typename First, typename List>
struct Prepend;
template<typename First, typename... ListContents>
struct Prepend<First,TypeList<ListContents...>>
{
typedef TypeList<First, ListContents...> type;
};
template<typename First, typename Second, typename... Tail>
struct Split<TypeList<First, Second, Tail...>>
{
typedef typename Prepend< First, typename Split<TypeList<Tail...>>::Left>::type Left;
typedef typename Prepend< Second, typename Split<TypeList<Tail...>>::Right>::type Right;
};
// Merges the sorted TypeList<>s Left and Right to the end of TypeList<> MergeList
template< typename Left, typename Right, typename MergedList=TypeList<> >
struct Merge;
template<typename MergedList>
struct Merge< TypeList<>, TypeList<>, MergedList >
{
typedef MergedList type;
};
template<typename L1, typename... Left, typename... Merged>
struct Merge< TypeList<L1, Left...>, TypeList<>, TypeList<Merged... >>
{
typedef TypeList<Merged..., L1, Left...> type;
};
template<typename R1, typename... Right, typename... Merged>
struct Merge< TypeList<>, TypeList<R1, Right...>, TypeList<Merged...> >
{
typedef TypeList<Merged..., R1, Right...> type;
};
template<typename L1, typename... Left, typename R1, typename... Right, typename... Merged>
struct Merge< TypeList<L1, Left...>, TypeList<R1, Right...>, TypeList<Merged...>>
{
template<bool LeftIsSmaller, typename LeftList, typename RightList, typename MergedList>
struct MergeHelper;
template<typename FirstLeft, typename... LeftTail, typename FirstRight, typename... RightTail, typename... MergedElements>
struct MergeHelper< true, TypeList<FirstLeft, LeftTail...>, TypeList<FirstRight, RightTail...>, TypeList<MergedElements...> >
{
typedef typename Merge< TypeList<LeftTail...>, TypeList< FirstRight, RightTail... >, TypeList< MergedElements..., FirstLeft > >::type type;
};
template<typename FirstLeft, typename... LeftTail, typename FirstRight, typename... RightTail, typename... MergedElements>
struct MergeHelper< false, TypeList<FirstLeft, LeftTail...>, TypeList<FirstRight, RightTail...>, TypeList<MergedElements...> >
{
typedef typename Merge< TypeList<FirstLeft, LeftTail...>, TypeList<RightTail... >, TypeList< MergedElements..., FirstRight > >::type type;
};
typedef typename MergeHelper< (L1::value < R1::value), TypeList<L1, Left...>, TypeList<R1, Right...>, TypeList<Merged...> >::type type;
};
// Takes a TypeList<T...> and sorts it via a merge sort:
template<typename List>
struct MergeSort;
template<>
struct MergeSort<TypeList<>>
{
typedef TypeList<> type;
};
template<typename T>
struct MergeSort<TypeList<T>>
{
typedef TypeList<T> type;
};
template<typename First, typename Second, typename... T>
struct MergeSort<TypeList<First, Second, T...>>
{
typedef Split<TypeList<First, Second, T...>> InitialSplit;
typedef typename MergeSort< typename InitialSplit::Left >::type Left;
typedef typename MergeSort< typename InitialSplit::Right >::type Right;
typedef typename Merge< Left, Right >::type type;
};
// Sorts a TypeList<T..>:
template<typename List>
struct Sort: MergeSort<List> {};
// Checks sorted TypeList<T...> SortedList for adjacent duplicate types
// return value is in value
template<typename SortedList>
struct Unique;
template<> struct Unique< TypeList<> >:std::true_type {};
template<typename T> struct Unique< TypeList<T> >:std::true_type {};
template<typename First, typename Second, typename... Tail>
struct Unique< TypeList< First, Second, Tail... > >
{
enum
{
value = (!std::is_same<First, Second>::value) &&
Unique< TypeList<Second, Tail...> >::value
};
};
// value is true iff there is a repeated type in Types...
template<typename... Types>
struct RepeatedType
{
typedef TypeList<Types...> MyListOfTypes;
typedef typename Sort< MyListOfTypes >::type MyListOfTypesSorted;
enum
{
value = !Unique< MyListOfTypesSorted >::value
};
};
// A struct that creates an rvalue trivial constructed type
// of any type requested.
struct ProduceRequestedType
{
template<typename Result>
operator Result() { return Result(); };
};
struct ExpressionFactory {
template<typename... T>
typename std::enable_if<
!RepeatedType<T...>::value,
UniqueExpression<T...>
>::type
build_expression(T...) const
{
return ProduceRequestedType();
};
template<typename... T>
typename std::enable_if<
RepeatedType<T...>::value,
RepeatedExpression<T...>
>::type
build_expression(T...) const
{
return ProduceRequestedType();
};
};
// Simple testing code for above:
int main()
{
auto foo1 = ExpressionFactory().build_expression( LabelName<'a'>(), LabelName<'b'>(), LabelName<'a'>() );
typedef decltype(foo1) foo1Type;
if (foo1Type::is_unique)
std::cout << "foo1 is uniquen";
else
std::cout << "foo1 is repeatedn";
auto foo2 = ExpressionFactory().build_expression( LabelName<'q'>(), LabelName<'a'>(), LabelName<'b'>(), LabelName<'d'>(), LabelName<'t'>(), LabelName<'z'>() );
typedef decltype(foo2) foo2Type;
if (foo2Type::is_unique)
std::cout << "foo2 is uniquen";
else
std::cout << "foo2 is repeatedn";
}
另外，我想添加批评您的代码：模板编程是编程 - 您的类型名称相当于将“i1”通过“i9”用于函数中的整数变量。 在做一些不重要的事情时给你的类型名称有意义的名字。
这在英特尔如何编译？
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