Шаблонное Метапрограммирование быстрее, чем эквивалентный код C?

Метапрограммирование шаблона (TMP) «запускается» во время компиляции, поэтому на самом деле оно не сравнивает яблоки с яблоками при сравнении с обычным кодом C / C ++.

Но, если у вас есть что-то оценивается TMP, то время выполнения не требуется вообще.

Если вы имеете в виду код многократного использования , то да, без сомнения. Метапрограммирование - лучший способ создавать библиотеки, а не клиентский код. Клиентский код не является универсальным, он написан для выполнения определенных задач.

Например, посмотрите qsort из стандартной библиотеки C и стандартную сортировку C ++ . Вот как работает qsort :

int compare(const void* a, const void* b)
{
    return (*(int*)a > *(int*)b);
}

int main()
{
    int data[5] = {5, 4, 3, 2, 1};

    qsort(data, 5, sizeof(int), compare);
}

Теперь взгляните на sort :

struct compare
{
    bool operator()(int a, int b)
    { return a < b; }
};

int main()
{
    int data[5] = {5, 4, 3, 2, 1};
    std::sort(data, data+5, compare());
}

sort чище, безопаснее и эффективнее , потому что функция сравнения встроен внутри сортировки . В этом, на мой взгляд, преимущество метапрограммирования, вы пишете общий код , но компилятор создает код, подобный написанному вручную !

Еще одно место, где я считаю метапрограммирование очень красивым это когда вы пишете библиотеку, такую ​​как boost :: spirit или boost :: xpressive, с spirit вы можете написать EBNF внутри C ++ и позволить компилятору проверять синтаксис EBNF для вас, а с xpressive вы можете написать регулярное выражение и позволить компилятору проверить синтаксис регулярного выражения для вас также !

Я не уверен, имеет ли вопросник в виду с помощью TMP вычисление значений во время компиляции. Это пример, который я написал с помощью boost :)

unsigned long greatestCommonDivisor = boost::math::static_gcd<25657, 54887524>::value;

Что бы вы ни делали с C, вы не можете имитировать приведенный выше код, в основном вам нужно вычислить его вручную, а затем присвоить результат величайшийCommonDivisor !

Ответ в том, что зависит.

Метапрограммирование шаблонов может использоваться для простого написания рекурсивных синтаксических анализаторов языка спуска, и они могут быть неэффективными по сравнению с тщательно разработанной программой на C или реализацией на основе таблиц ( например, flex / bison / yacc).

С другой стороны, вы можете писать метапрограммы, которые генерируют развернутые циклы, которые могут быть более эффективными, чем более традиционная реализация C, использующая циклы.

Основное преимущество заключается в том, что метапрограммы позволяют программисту делать больше с меньшим количеством кода.

Обратной стороной является то, что он также дает вам пистолет Гатлинга, из которого можно выстрелить себе в ногу.

Метапрограммирование шаблона можно рассматривать как выполнение во время компиляции.

Время компиляции займет больше времени, чтобы скомпилировать ваш код, поскольку он должен компилировать, а затем выполнять шаблоны, генерировать код, затем скомпилируйте снова.

Я не уверен, что накладные расходы времени выполнения должны быть не намного больше, чем если бы вы сами написали его на C-коде, я мог бы себе представить.

Я работал над проектом, в котором другой программист опробовал метапрограммирование. Это было ужасно. Это была сплошная головная боль. Я средний программист с большим опытом работы с C ++, и попытки придумать, что, черт возьми, они пытались сделать, заняли намного больше времени, чем если бы они написали это прямо с самого начала.

Я пресыщен C ++ МетаПрограммирование благодаря этому опыту.

Я твердо уверен, что лучший код легче всего читается средним разработчиком. Читаемость программного обеспечения является приоритетом №1. Я могу заставить работать что угодно, используя любой язык ... но мой навык заключается в том, чтобы сделать его читабельным и легким в использовании для следующего человека в проекте. C ++ MetaProgramming не проходит проверку.

Я не думаю, что есть какая-то шумиха, но ясный и простой ответ о шаблонах дает C ++ FAQ: https://isocpp.org/wiki/faq/templates# overview-templates

По поводу исходного вопроса: на него нельзя ответить, поскольку эти вещи несопоставимы.

Метапрограммирование шаблонов не дает вам никаких волшебных сил с точки зрения производительности. По сути, это очень сложный препроцессор; вы всегда можете написать эквивалент на C или C ++, это может занять у вас очень много времени.