c++ - 在编译时构建开关

Question

这个简单的问题是:您能否在编译时构建像 switch 一样的东西？答案是肯定的。但是我可以将这样的东西优化(或可能优化)为 switch 吗？

解释这个问题:举个例子:

假设我有一个接受整数的函数，我希望它为每个整数输入做一些不同的事情(一种行为)。这很简单，也是 switch 的经典使用案例。但是假设我有一个实现行为的类型的模板参数包，我想为这组行为编写等效于 switch 的内容，以它们在包中的索引为键。当然，这很容易实现，下面是一个示例。

我的实现的问题是开关，即使在低优化级别，也会编译成一个带有小跳转表的计算跳转。模板化的解决方案变成一组简单的 if/then/else if/... 子句，并以这种方式编译，给定足够高的优化设置。

例子可以在这里看到:

https://godbolt.org/g/fxQF1U

在该示例中，您可以在第 690 行的程序集中看到基于 switch 的实现。可以在第 804 行找到模板化版本。我还在这里包含示例的源代码以防万一链接永远消失。

我知道编译器可以根据“as if”子句尽可能多地进行优化，但是有没有一种方法可以让编译器更有可能生成更优化的代码？

#include <tuple>
#include <type_traits>
#include <any>
#include <string>
#include <vector>
#include <typeinfo>
#include <iostream>
#include <random>

template <typename... T>
struct Types {};

template <int I>
std::any get_type_name2p(int n) {
  return unsigned();
}

template <int I, typename T, typename... Rest>
std::any get_type_name2p(int n) {
  if (n == I) {
    return T();
  }
  return get_type_name2p<I + 1, Rest...>(n);
}

std::any get_type_name2(int n)
{
  return get_type_name2p<
    0, int, float, std::string, std::vector<int>,
    std::vector<float>, std::vector<double>, double, char>(n);
}

std::any get_type_name(int n)
{
  switch (n) {
   case 0:
    return int();
   case 1:
    return float();
   case 2:
    return std::string();
   case 3:
    return std::vector<int>();
   case 4:
    return std::vector<float>();
   case 5:
    return std::vector<double>();
   case 6:
    return double();
   case 7:
    return char();
   default:
    return unsigned();
  }
}

int main()
{
  std::random_device rd;
  std::mt19937 mt(rd());
  std::uniform_int_distribution<int> dist(1, 10);

  auto n = dist(mt);
  auto x = get_type_name(n);
  std::cout << x.type().name() << std::endl;

  auto y = get_type_name2(n);
  std::cout << y.type().name() << std::endl;

  return 0;
}

Answer 1

这是一个可能的解决方案:

std::any get_type_name(int n)
{

  if ((n<0) || (n>7)) { n = 8; }
  std::any types[9]=
  {
    int(),
    float(),
    std::string(),
    std::vector<int>(),
    std::vector<float>(),
    std::vector<double>(),
    double(),
    char(),
    unsigned()
  };

  return types[n];
}