C のコンパイル時のチューリング完全性は実際に役に立ちますか?

C テンプレート チューリング完全性: コンパイル時計算の利用

C のテンプレート システムは、コンパイル時に事実上チューリング完全性を付与します。プログラムを実行する前に計算を実行できるようにします。この機能が興味深いのは間違いありませんが、実際の有用性を評価することが重要です。

この機能を活用した注目すべき例の 1 つは、C テンプレートを使用したチューリング マシンの実装です。テンプレート ベースのアプローチには、状態遷移、入出力アクション、テープの移動など、チューリング マシンの動作をシミュレートするルールの定義が含まれます。

template<typename State, typename Input, typename NewState, 
         typename Output, Direction Move>
struct Rule {
    typedef OldState old_state;
    typedef Input input;
    typedef NewState new_state;
    typedef Output output;
    static Direction const direction = Move;
};

これらのルールは、コントローラー テンプレートを通じて調整されます。これらを繰り返し適用して、チューリング マシンの動作をシミュレートします。

別の例では、複雑な構造をテンプレート内にカプセル化し、効率的な計算を促進します。コンパイル時に。これは、パフォーマンスが重要なシナリオで特に役立ちます。

template<typename... Numbers>
int sum(Numbers... numbers) {
    return (numbers + ...); // expression involving variadic templates
}

つまり、C テンプレートを使用すると、プログラマは、通常は実行時に発生する計算を、コンパイル プロセス自体中に実行できるようになります。パフォーマンス重視のアルゴリズムやコードの動的生成の場合、この機能は非常に有利であることがわかります。

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