C++ 绑定(bind)成员函数的快速方法

Question

我有一个类转换，里面有一个成员函数rate。我要求一种方法，允许我在创建这些瞬间后将自定义设计的 rate 插入到 transition 的瞬间，并且在运行时速度很快!

我想优化代码以 boost 速度。 rate 进行简单的计算，但程序会非常频繁地调用多次。所以我想我应该避免虚函数...问题:在 C++ 中实现此目的的其他最佳方法是什么(模板，boost，...)？关于特定方法的速度的评论将不胜感激。谢谢!

class transition {
public: 
  transition() : vec() {}
  double rate(T_vec::iterator a) { return ...; }
private: 
  T_vec vec;
};

/* custom rate #1 */
double my_rate_1( T_vec::iterator) { 
  /* do something */ 
  return ans; 
}

/* custom rate #2 */
double my_rate_2( T_vec::iterator) { 
  /* do something */ 
  return ans; 
}

const int N=10;

int main (void) {

  vector<transition*> ts(N);
  for(int i=0;i!=N;++i) ts[i] = new transition;

  /* How to efficiently implement the pseudo code that follows? */  

  ts[0]->rate = my_rate_1;
  ts[1]->rate = my_rate_2;

  /* ... */     

}

Answer 1

至少有三种方法可以实现这一点。

选项 1 是虚拟方法。创建实例后无法绑定(bind)方法，但创建后可以将所有派生类视为transition。

class transition {
    ...
    virtual double rate(T_vec::iterator a) = 0;
};

class my_transition_1 : public transition {
    ...
    double rate(T_vec::iterator a) { ... }
};
class my_transition_2 : public transition {
    ...
    double rate(T_vec::iterator a) { ... }
};

选项 2 是回调。创建对象后，您可以在运行时更改该方法。这是最有活力的。在这种情况下，它的开销稍高，因为迭代器有额外的复制构造，并且编译器更难优化间接调用。

class transition {
public:
    ....
    typedef double (*RateFunction)(T_vec::iterator a);
    void set_rate(RateFunction r) { _fun = r; }
    double rate(T_vec::iterator a) { return (*_fun)(a); }
private:
    RateFunction _fun;
};
double my_rate_1(T_vec::iterator a) {
    ...
}
...
transition t;
t.set_rate(my_rate_1);

选项 3 是仿函数模板。您必须在构造时指定所有内容，但这避免了间接调用并具有最佳性能。

template <typename Rate>
class transition {
    double rate(T_vec::iterator a) {
        return Rate()(a);
    }
};
class my_rate_1 {
    double operator()(T_vec::iterator a) {
        ....
    }
};
class my_rate_2 {
    double operator()(T_vec::iterator a) {
        ....
    }
};

transition<my_rate_1> t1;
transition<my_rate_2> t2;

选项 4 不可扩展，但您可以避免间接函数调用，并且有机会在创建对象后设置速率。

class transition {
public:
    enum RateCode {
        RATE_1,
        RATE_2,
        ...
    }
    double rate(T_vec::iterator i) {
        switch (_rate_code) {
        case RATE_1: {
            ...
            return result;
            }
        case RATE_2: {
            ...
            return result;
            }
        default:
            assert(false);
        }
    }
    void setRate(RateCode r) { _rate_code = r; }
private:
    RateCode _rate_code;
}