C++ Constexpr与模板元编程-性能差异

我可以看到constexpr正在赢得越来越多的领域，它使用于模板元编程TMP的理由之一是性能。我的问题是：

在这方面是否有绩效比较的例子

如果更好，为什么不用constexpr替换TMP呢

TMP保证它在编译时运行，但这也可以通过constexpr实现。Constexpr处理浮点数，而TMP不处理浮点数。在我所看到的所有示例中，替换TMP的Constexpr函数更易于阅读，并且使用的代码行更少。constexpr还允许条件和循环，而TMP只处理循环的递归模拟

我在这里问了一个相关的问题——我有3种不同的元编程方法——这里首选constexpr函数方式。

constexpr函数通常更具可读性，因为它们是常规函数

注意，即使在调用站点使用编译时常量参数，也可以在运行时使用它

constexpr int f(int n) { /*...*/ }

constexpr int f5 = f(5); // Compile time.
int f4 = f(4); // Runtime time (compiler can optimize as for non-constexpr functions though)

对于运行时性能，在常量表达式中使用时会出现类似的情况，因为所有操作都是在编译时完成的

对于编译时性能，TMP的问题是实例化的数量，而带有正则参数的constexpr函数通常使用较少的实例化，因此TMP通常使编译更长

但是，如果需要使用递归实现的斐波那契函数，则需要进行记忆

constexpr std::size_t fibonacci(std::size_t n)
{
    if (n < 2) return 1;
    return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
}

而constexpr则需要decltype和/或std:：declval

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关于第三种备选方案的建议：3。为什么不根据情况混合使用TMP和constexpr呢？@max66这不是我在我的一个例子中所做的吗？不过，从我所看到的情况来看，与TMP或TMP与constexpr混合使用相比，我仍然认为constexpr函数更可取。@badaboomskey:如果更好，为什么不用constexpr替换TMP呢？C++委员会正在努力做到这一点。但是constexpr编码目前还不如TMP强大。@badaboomskey：像阶乘计算这样的例子只是玩具。TMP主要用于进行类型计算。TMP允许tuple_元素从tuple类型中提取其中一种类型。纯constexpr代码不能做到这一点；您可以构建一个constexpr接口来进行类型计算，但这项工作的主要内容将以某种形式的TMP进行。constexpr的优势主要是代码可读性，并在某些情况下减少了ex的编译器开销。典型的编译时阶乘可能比递归模板花费更少的编译时间。等效代码应该具有类似的性能，除非您有严重的性能问题，否则您应该使用任何使代码更易于阅读的方法。如果例如，对于常规或constexpr函数中的类型，删除完整的专用模板函数，那么constexpr又如何呢-@克劳斯：constexpr if不适用于旧的TMP。这似乎是OP的问题。它可以避免使用可能复杂的SFINAE创建重载函数。不确定编译时性能是否有很大差异。我想说的是：目前有很多方法可以处理编译时代码生成。有带SFINAE的纯模板，有constexpr函数，可能有重载，但也有constexpr if。所有这三个部分都可以使用和混合，很难说在代码速度、质量、编译时间和所有其他方面什么是最好的。一如既往：如果您有疑问：度量：-我只是错过了constexpr If，因为您可以用一个包含constexpr If的模板替换任何递归模板专门化。简单地说。@Klaus：如果你这样做的话，还有一个变量模板，它同时适用于TMP和constexpr函数以及折叠它们的方式，递归方式和C++17折叠方式之间有区别。

template <std::size_t N> struct Fibonacci
{
    constexpr std::size_t value = Fibonacci<N - 2>::value + Fibonacci<N - 1>::value;
};
template <> struct Fibonacci<0>
{
    constexpr std::size_t value = 1;
};
template <> struct Fibonacci<1>
{
    constexpr std::size_t value = 1;
};

template <typename T> struct add_pointer
{
    using type = T*;
};

using int_ptr = add_pointer<int>::type;

template <typename T> struct Tag { using type = T; };
constexpr Tag<T*> add_pointer(Tag<T>) {return {}; }

using int_ptr = decltype(add_pointer(Tag<int>{})::type;