C++ 使用C++；用于编译时函数生成的模板或宏

我有一个在嵌入式系统上运行的代码，它必须运行得非常快。我知道C和宏，这个特殊的项目主要是用C编码的，但是它也使用C++的模板[越来越多]。有一个内联函数：

inline my_t read_memory(uint32 addr) {
  #if (CURRENT_STATE & OPTIMIZE_BITMAP)
    return readOptimized(addr);
  #else
    return MEMORY[addr];
  #endif
}

此函数根据当前状态和位图（指示是否在特定状态下使用优化）以优化方式或常规方式读取内存

#define STATE_A 0x0001
#define STATE_B 0x0010
#define STATE_C 0x0100
#define STATE_D 0x1000

#define OPTIMIZE_BITMAP 0x1010 // optimize states d and b

在执行过程中（好的，编译），我试图重新定义当前的_状态，如下所示：

int main(){
  #define CURRENT_STATE STATE_A
  do_a();
  #undef CURRENT_STATE
  #define CURRENT_STATE STATE_B
  do_b();
  ....
}

所有do_X（）函数都进行read_memory（）调用。我无法使这种方法起作用。当我使用#警告语句时，当前状态的值总是state_A。这不是我的问题，尽管如果你能帮我，我会非常高兴。所以，我的问题是，有没有一种方法可以使用模板而不是宏来完成这类工作

更多信息：我必须使用内联函数，因为我无法导出内存[]，而这是一个库函数。我真的不想修改函数原型（比如read_memory（）…），但它可以。还有，请原谅我的默默无闻

---

非常感谢，

我认为您可能误解了编译器（或者更确切地说，预处理器）对#定义的作用

您的示例（下面引用）没有用处，因为在#define和#undef之间没有使用当前的#状态。预处理器此时不是在“执行”代码，也不是在内联扩展do_a（）#定义和宏展开只能按照源代码中的行顺序进行

  #define CURRENT_STATE STATE_A
  do_a();
  #undef CURRENT_STATE

这是一个基于预处理器的解决方案，如果模板让你感到恐惧的话。让我们假设

do_a（）

应该使用优化版本

inline my_t read_memory(uint32 addr) 
{
  return MEMORY[addr];
}

inline my_t read_memory_optimized(uint32 addr) 
{
  return readOptimized(addr);
}

现在，创建

DO_CONFIG.H

#if defined(DO_A) || (defined(DO_C) || ...)
  #define READ_MEMORY read_memory_optimized
#else
  #define READ_MEMORY read_memory

在

DO_A.C

中，将其添加到顶部

#define DO_A
#include DO_CONFIG.H

---

…并使用

x=READ\u MEMORY（addr）

代替

x=READ\u MEMORY（addr）

。要从优化转换为非优化，只需更改

DO_CONFIG.H

我认为您可能误解了编译器（或者更确切地说，预处理器）对#定义的作用

#if defined(DO_A) || (defined(DO_C) || ...)
  #define READ_MEMORY read_memory_optimized
#else
  #define READ_MEMORY read_memory

您的示例（下面引用）没有用处，因为在#define和#undef之间没有使用当前的#状态。预处理器此时不是在“执行”代码，也不是在内联扩展do_a（）#定义和宏展开只能按照源代码中的行顺序进行

  #define CURRENT_STATE STATE_A
  do_a();
  #undef CURRENT_STATE

这是一个基于预处理器的解决方案，如果模板让你感到恐惧的话。让我们假设

do_a（）

应该使用优化版本

inline my_t read_memory(uint32 addr) 
{
  return MEMORY[addr];
}

inline my_t read_memory_optimized(uint32 addr) 
{
  return readOptimized(addr);
}

现在，创建

DO_CONFIG.H

#if defined(DO_A) || (defined(DO_C) || ...)
  #define READ_MEMORY read_memory_optimized
#else
  #define READ_MEMORY read_memory

在

DO_A.C

中，将其添加到顶部

#define DO_A
#include DO_CONFIG.H

---

…并使用

x=READ\u MEMORY（addr）

代替

x=READ\u MEMORY（addr）

。要从优化切换到非优化，只需更改

DO_CONFIG.H

内联函数将在转换单元中声明它的点处解析一次，并使用该点处宏的状态。使用不同定义的宏多次调用函数不会更改函数的定义

#if defined(DO_A) || (defined(DO_C) || ...)
  #define READ_MEMORY read_memory_optimized
#else
  #define READ_MEMORY read_memory

但是，您可以使用模板执行此操作，如果您将“当前状态”作为模板参数传递，则可以在每个调用点使用不同的实例化：

template<unsigned state>
inline my_t read_memory(uint32 addr) {
  if(state & OPTIMIZE_BITMAP)
    return readOptimized(addr);
  else
    return MEMORY[addr];
}

int main(){
    read_memory<STATE_A>(some_addr);
    read_memory<STATE_B>(some_addr);
    ....
}

模板
内联我的读取内存（uint32地址）{
if（状态和优化\u位图）
返回readOptimized（addr）；
其他的
返回存储器[addr]；
}
int main（）{
读存储器（一些地址）；
读存储器（一些地址）；
....
}

---

编译器将意识到

state&OPTIMIZE\u BITMAP

是一个常量，并针对每个模板实例化优化出

if

的一个或另一个分支。

内联函数将在转换单元中声明它的点处解析一次，并将使用该点处宏的状态。使用不同定义的宏多次调用函数不会更改函数的定义

但是，您可以使用模板执行此操作，如果您将“当前状态”作为模板参数传递，则可以在每个调用点使用不同的实例化：

template<unsigned state>
inline my_t read_memory(uint32 addr) {
  if(state & OPTIMIZE_BITMAP)
    return readOptimized(addr);
  else
    return MEMORY[addr];
}

int main(){
    read_memory<STATE_A>(some_addr);
    read_memory<STATE_B>(some_addr);
    ....
}

模板
内联我的读取内存（uint32地址）{
if（状态和优化\u位图）
返回readOptimized（addr）；
其他的
返回存储器[addr]；
}
int main（）{
读存储器（一些地址）；
读存储器（一些地址）；
....
}

---

编译器会意识到

state&OPTIMIZE\u BITMAP

是一个常量，并为每个模板实例化优化出

if

的一个或另一个分支。

为什么要使用模板来做这件事？这是我在编译时决策时可以想到的，因为我不想在运行时决定。但我是开放的。好吧，是什么让你认为运行时决策会太慢？你描述过这样的事情吗？我们都希望我们的代码运行“非常快”，99.99%的时间都是这样，而不需要使用外来的宏或模板。这是cuda代码，我被告知要尽量减少if语句，但也许我必须首先对其进行分析，感谢下面的评论，perreal正在编写一个库和

do_X（）

函数实际上是用户提供的代码。为什么要使用模板来执行此操作？这是我在编译时决策时可以想到的，因为我不想在运行时决策。但我是开放的。好吧，是什么让你认为运行时决策会太慢？你描述过这样的事情吗？我们都希望我们的代码运行“非常快”，99.99%的时间都是这样，而不需要使用外来的宏或模板。这是cuda代码，我被告知要尽量减少if语句，但也许我必须首先对其进行分析，感谢下面的评论，perreal正在编写一个库和

do_X（）

函数实际上是用户提供的代码。@perreal。你在问问题。真聪明！所以，也许有一些