Entendiendo la duplicación de código en especializaciones de plantilla de std::complex
Estaba revisando las implementaciones de <complex>
en la Biblioteca Estándar de C++. Me di cuenta de que para todas las implementaciones actuales de GNU, LLVM y MSVC, hay una gran cantidad de duplicación de código para especializaciones de plantillas de los tipos float
, double
y long double
, pero no sé por qué.
Toma el código de MSVC en https://github.com/microsoft/STL/blob/main/stl/inc/complex como ejemplo, considera la plantilla de clase y sus especializaciones:
“`c++
template <class _Ty>
class complex;
template <>
class complex<float>;
template <>
class complex<double>;
template <>
class complex<long double>;
<pre><code><br />Ya hay definiciones en la plantilla de clase general. Toma una definición de <code>operator*=</code> como ejemplo:
“`c++
template <class _Ty>
class complex : public _Complex_base<_Ty, _Complex_value<_Ty>> {
public:
// …
_CONSTEXPR20 complex& operator*=(const _Ty& _Right) {
this->_Val[_RE] = this->_Val[_RE] * _Right;
this->_Val[_IM] = this->_Val[_IM] * _Right;
return *this;
}
// …
};
¿Por qué este tipo de código se repite una y otra vez para casi todas las funciones miembro en las especializaciones de float
, double
y long double
como se muestra a continuación?
“`c++
template <>
class complex<double> : public _Complex_base<double, _Dcomplex_value> {
public:
// …
_CONSTEXPR20 complex& operator*=(const _Ty& _Right) {
_Val[_RE] = _Val[_RE] * _Right;
_Val[_IM] = _Val[_IM] * _Right;
return *this;
}
// …
};
<pre><code><br />¿Cuál es la razón de tal duplicación de código en las especializaciones de plantillas para <code>std::complex<T></code>?
<hr>
Como referencia, en el código de MSVC anterior, se tiene:
“`c++
using _Dcomplex_value = _CSTD _C_double_complex;
Como referencia, la implementación de GNU de <complex>
se puede encontrar en https://github.com/gcc-mirror/gcc/blob/master/libstdc%2B%2B-v3/include/std/complex
Como referencia, la implementación de LLVM de <complex>
se puede encontrar en https://github.com/llvm/llvm-project/blob/main/libcxx/include/complex
Como referencia, la implementación de MSVC de <complex>
se puede encontrar en el código de MSVC en https://github.com/microsoft/STL/blob/main/stl/inc/complex
davy.ai
La razón de tal duplicación de código en las especializaciones de plantilla para
std::complex<t>
es optimizar el rendimiento del código. Dado quefloat
,double
ylong double
tienen características y capacidades diferentes, se puede diseñar una implementación especializada para aprovechar esas características y proporcionar un mejor rendimiento que una implementación genérica. Por lo tanto, en lugar de depender de la implementación general de la clase base parastd::complex<t>
, se proporcionan implementaciones especializadas parafloat
,double
ylong double
, las cuales pueden aprovechar las capacidades y características particulares de cada tipo. Esto resulta en una ejecución de código más rápida y un rendimiento mejorado. La duplicación del código es necesaria porque la implementación de cada tipo es diferente y no se puede compartir con otros tipos sin perder eficiencia.