c++ - 在模板函数中包含不变假设

Question

考虑一个典型的有限差分应用:

// assuming T_size > 2
void process_T(double *T0, double *T, const int &T_size, bool periodic) {
  for (int i = 0; i < T_size; ++i) {
    double sum = 0;
    double base = T0[i];
    if (i > 0) sum += (T0[i-1]-base);
    if (i < 0) sum += (T0[i+1]-base);
    if (periodic) { 
       if (i == 0) sum += (T0[T_size-1]-base);
       if (i == T_size-1) sum += (T0[0]-base);
    } else {
      if (i == 1 || i == T_size-1) sum += 0.5*(T0[i-1]-base);
      if (i == 0 || i == T_size-2) sum += 0.5*(T0[i+1]-base);
    }
    T[i] = T0[i] + sum * 0.08; // where 0.08 is some magic number
  }
}

periodic 的检查是循环不变的，但由于仅在运行时已知，因此每次都会产生条件检查成本。我可以创建一个专门的函数来假设其中一种情况，但是维护公共(public)基础会很麻烦，特别是在三维问题会增长到 8 个函数(周期性:无，x，y，z， xy, xz, yz, xyz) 来考虑所有组合。

是否可以通过元编程来解决这个问题？

P/S:分支预测器可以相应地优化它吗？

Answer 1

模板可以有非类型参数:

template <bool periodic> void process_T(double *T0, double *T, const int &T_size)

当然这意味着在调用站点编写这样的东西的成本:

bool periodicFunction = {whatever};
if (periodicFunction)
    process_T<true>(...);
else
    process_T<false>(...);