Mẫu biểu thức C++

Question

Tôi hiện đang sử dụng C để tính toán số. Tôi đã nghe nói rằng bằng cách sử dụng C++ Expression Templates là tốt hơn cho máy tính khoa học. Mẫu biểu thức C++ trong các thuật ngữ đơn giản là gì?

1. Có sách xung quanh thảo luận về các phương pháp/tính toán bằng cách sử dụng Mẫu biểu thức C++ không?

2. Bằng cách nào, Mẫu biểu thức C++ tốt hơn sử dụng C thuần túy?

Answer 1

Mẫu biểu thức C++ là gì?

Expression templates là danh mục lập trình meta mẫu C++, trì hoãn việc đánh giá các biểu thức con cho đến khi biểu thức đầy đủ được biết, để tối ưu hóa (đặc biệt là loại bỏ thời gian).

Có sách xung quanh thảo luận về các phương pháp/tính toán bằng cách sử dụng Mẫu biểu thức C++ không?

Tôi tin rằng ET's được phát minh bởi Todd Veldhuizen, người đã xuất bản một bài báo về nó cách đây 15 năm. (Có vẻ như nhiều liên kết cũ hơn đến nay đã chết, nhưng hiện tại here là phiên bản của nó.) Một số tài liệu về nó là trong các tác phẩm của David Vandevoorde và Nicolai Josuttis 'C++ Templates: The Complete Guide.

Bằng cách nào, Mẫu biểu thức C++ tốt hơn sử dụng thuần túy C?

Chúng cho phép bạn viết mã theo cách cấp cao biểu cảm mà không làm mất hiệu suất. Ví dụ,

void f(const my_array<double> a1, const my_array<double> a2) 
{ 
    my_array<double> a3 = 1.2 * a1 + a1 * a2; 
    // .. 
} 

có thể được tối ưu hóa tất cả các con đường xuống

for(my_array<double>::size_type idx=0; idx<a1.size(); ++idx) 
    a3[idx] = 1.2*a1[idx] + a1[idx]*a2[idx]; 

đó là nhanh hơn, nhưng khó hiểu.

Answer 2

Thêm vào câu trả lời của sbi, các mẫu biểu hiện triển khai cấp cao peephole optimizations sử dụng mẫu để khớp mẫu và tổng hợp.

Họ cũng thêm syntactic sugar hoặc làm cho mã của bạn dễ đọc hơn, bằng cách cho phép bạn chỉ định thuật toán về hoạt động đơn giản. Vì vậy, trong trường hợp này, đơn giản và thanh lịch đạt được thông qua tối ưu hóa bằng cách lập trình meta. Ít nhất, nếu bạn làm mọi thứ đúng.

Answer 3

Có một bài viết tốt đẹp trên C++ template toán trong kho lưu trữ Flipcode cũ tốt (chắc chắn mang lại những kỷ niệm):

http://www.flipcode.com/archives/Faster_Vector_Math_Using_Templates.shtml