C++模板实例化，究竟是什么意思？

Question

现在，我对模板很熟悉，对 SFINAE 之类的东西也有点熟悉，而且我一直想知道当模板被编译器实例化时会发生什么。

当您在 TMP 中执行操作时，例如 SFINAE，甚至是 TMP 中的简单斐波那契数列，编译器似乎所做的比我在模板实例化。编译器似乎正在执行模板代码。

我的问题是，template instantiation 到底是什么？编译器实际执行代码的那条线在哪里？

编译器创建一个类型的你的模板，是我对模板实例化的理解。但在 TMP 中，它所做的似乎远不止于此，这让我感到困惑。

Answer 1

最好把它想象成一堆函数，这就是它的真实面目。考虑一个类 Type，它在这里表示编译器对类型的内部表示。

template<typename T> class X {
    T t;
};

在运行时 C++ 中，您可以将其表示为

Type* X(Type *t) {
    static std::unordered_map<Type*, Type*> cache;
    if (cache.find(t) != cache.end())
        return cache[t];
    Type* ret = new Type;
    ret->DataMembers.insert("t", t);
    return cache[t] = ret;
}

当然，特化等需要一些额外的费用。不过，使用此模型可以轻松完成两件事。

A) 实例化模板等同于函数调用，它恰好发生在编译时，就像constexpr 一样。当然，一个聪明的编译器可能会做一些其他的优化，但在一般情况下。

B) 它如何扩展到模板提供的任何其他功能。

因为实例化模板是图灵完备的，所以您无法以任何其他方式处理它。编译器似乎正在执行它们的原因是因为它是。它们只不过是语法错误的有限 EDSL 中的函数。