c++ - static_cast 到相同类型会引入运行时开销吗？

Question

我有一个结构模板，它采用两种类型(T 和 S)，并且在某些时候使用 static_cast 从一种类型转换键入另一个。通常情况下，T 和 S 是同一类型。

设置的简化示例:

template <typename T, typename S = T>
struct foo
{
  void bar(T val)
  {
    /* ... */
    some_other_function(static_cast<S>(val));
    /* ... */
  }
};

在 S 与 T 是同一个类的情况下，static_cast 是否会引入额外的开销，或者它是否为 null哪个操作总是会被忽略？

如果它确实引入了开销，是否有一个简单的模板元编程技巧来仅在需要时执行 static_cast，或者我是否需要创建部分特化来处理 T == S 案例？如果可能，我宁愿避免整个 foo 模板的部分特化。

Answer 1

是的，它可以。

这是一个例子:

struct A {
  A( A const& ) {
    std::cout << "expensive copy\n";
  }
};

template<typename T>
void noop( T const& ) {}
template <typename T, typename S = T>
void bar(T val)
{
  noop(static_cast<S>(val));
}
template <typename T>
void bar2(T val)
{
  noop(val);
}
int main() {
  std::cout << "start\n";
  A a;
  std::cout << "bar2\n";
  bar2(a); // one expensive copy
  std::cout << "bar\n";
  bar(a); // two expensive copies
  std::cout << "done";
}

基本上，static_cast 可以诱导调用复制构造函数。

对于某些类型(如int)，复制构造函数基本上是免费的，编译器可以消除它。

对于其他类型，它不能。在这种情况下，复制省略也不合法:如果您的复制构造函数有副作用，或者编译器无法证明它没有副作用(如果复制构造函数不平凡，则很常见)，它将被调用。