C++；从编译时多态性中隐藏模板习惯用法 我正在编写一个C++硬件抽象层（HAL），它需要尽可能快。p>

多态性提供了最好的API，但虚拟表查找确实会降低代码的速度

这导致我将模板与策略结合使用，以获得编译时多态性。但是，由于具有不同参数的模板被实例化为完全不同的类型，我不能在函数调用中互换使用它们，除非函数也是模板

但是，我不想强制HAL库的用户将所有函数都作为模板编写，因为我使用了模板

为了便于说明，假设这是我的HAL：

template<typename T_POLICY>
class I2CManager {
public:     
    void send(uint8_t data) {
        T_POLICY::send(data);
        ++sent_data; 
    }
private:
    int sent_data; // Just to illustrate that I2CManager has state
};

class I2C1 {
    static void send(uint8_t data) { /* Run some code here */ }
};

class I2C2 {
    static void send(uint8_t data) { /* Run other code here */ }
};


// OTHER HW
template<typename T_POLICY>
class UARTManager { ··· };

class UART1 { ··· };
class UART2 { ··· };

template<typename T_POLICY>
class TIMERManager { ··· };

class TIMER1A { ··· };
class TIMER1B { ··· };

模板
I2C级经理{
公众：
无效发送（uint8_t数据）{
T_策略：：发送（数据）；
++发送数据；
}
私人：
int sent_data；//只是为了说明I2CManager具有状态
};
I2C1类{
静态void发送（uint8_t data）{/*在此处运行一些代码*/}
};
I2C2类{
静态void发送（uint8_t data）{/*在此处运行其他代码*/}
};
//其他硬件
模板
类UARTManager{···}；
类UART1{···}；
UART2类{···}；
模板
类TIMERManager{···}；
班级时间1A{··}；
类时间1b{··}；

这是可行的，我现在可以创建一个具有不同策略的I2CManager，如下所示。我甚至可以让几个i2cmanager同时运行不同的策略

I2CManager<I2C1> i2c1;
I2CManager<I2C2> i2c2;

i2c1.send(0x11); // This works
i2c2.send(0x11); // This also works

I2CManager i2c1；
I2C经理i2c2；
i2c1.发送（0x11）；//这很有效
i2c2.发送（0x11）；//这同样有效

现在，i2c1和i2c2拥有相同的公共方法，但它们不能互换。因此，我的HAL库的用户也被迫使用模板

// THIS DOES NOT WORK
void foo(I2CManager m) { m.send(0x11); }
foo(my_manager_1);

// BUT THIS WORKS
template<typename T>
void foo(I2CManager<T> m) { m.send(0x11); }
foo(i2c1);

//这不起作用
voidfoo（i2cm）{m.send（0x11）；}
foo（我的大学经理1）；
//但这是有效的
模板
voidfoo（i2cm）{m.send（0x11）；}
foo（i2c1）；

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我是否可以以某种方式获得编译时多态性，但允许最终用户将其视为正常多态性？为了提高速度，我不在乎库中的内部代码是否变得难看或难以阅读，但API必须尽可能简单直观。

实际上，我希望foo（）对不同的参数进行专门化（并在代码中复制），就像它是一个模板一样，但我不希望库的用户注意到它是一个模板函数。模板的替代品也很受欢迎

我不知道这是不是可能，但是我已经读到了一些概念，这些概念将出现在下一个C++标准中。我想要编译时多态性，但要像运行时多态性一样方便用户

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注意事项：

• 因为我正在连接硬件，我的硬件管理器的每个实例 不同的政策将是唯一的（即只有一个 HWManager实例和一个HWManager实例， 可能同时存在，也可能不同时存在）

• 库将所有实例创建为全局变量，并且 无法治愈

• 所有策略方法都非常短，因此具有多个唯一的 由于模板而产生的实例对于 为了提高执行速度

• 代码大小并不重要（对于嵌入式系统来说是如此），但RAM的使用情况很重要 而执行速度确实如此。我需要尽可能多的问题来解决 在编译时。再说一次，我愿意有一个过度膨胀 可执行文件，以避免运行时解析

• 最多只支持C++03

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代码示例已编辑

所有实例都是由库作为全局变量创建的，并且不可治疗

你的意思是这样的，对吗

static HWManager<DrierPolicy> drierManager;

static HWManager<FridgePolicy> fridgeManager;

然后

因为我正在与硬件接口，所以具有不同策略的硬件管理器的每个实例化都是唯一的

那么为什么要将doStuff方法实现为实例方法呢？有些静态方法还不够好吗

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（这些是问题，不是批评。是的，我知道，这几乎不是答案——虽然可能是答案——但我需要评论中没有提供的额外格式）

不是真的。混合编译时和运行时多态性通常是不可能的。您可以尝试使用

boost:：variant

作为模板实例类型的参数。如果您知道编译期间的所有类型。基本上，您不能将编译时和运行时多线程混合使用，因为特定方法的模板实例化数量是无限的。您可以为HWManager提供某种默认策略。@xaxxon编译器不知道这一点。当您知道所涉及的全部类型时，您可以玩一些游戏。您可以为所有模板化类型创建一个公共基类型，然后创建您自己的、伪造的动态类型，但该类型不是基于vtable，而是基于您在对象中输入的信息（如int）。然后，用户可以对实际涉及的类型伪造动态强制转换，然后基于静态分派调用该函数。clang和v8 javascript引擎都使用这种类型的不可vtable rtti。以这种方式调用该方法时，没有额外的间接层。单面注释，您确定需要如此多的速度，以至于必须删除vtables引入的额外间接层吗？我这样问是因为I2C总线与uC速度相比非常慢（在快速模式下最大400 kHz）。也许你在别的地方遇到了瓶颈？也许这是一个过早优化的问题？所有的策略实际上都是一堆捆绑的静态方法。但管理者有私人变量（因此也有状态）。尽管如此，管理器的每个实例化都是唯一的，因为即使我有两个冰箱，它们也会有不同的策略（由于不同的配置向量）。此外，根据他们管理的特定硬件类型，我有不同的硬件管理器（我将在que中对此进行更新）

drierManager.doStuff();

fridgeManager.doStuff();