我們如何優化 C 14 的 `make_integer_sequence` 實作以避免記憶體耗盡？

C 14 make_integer_sequence 實作的詳細闡述

在 C 14 中，引入了 make_integer_sequence 別名模板來簡化 integer_sequence 類別模板的建立。為了實作 make_integer_sequence，需要使用輔助結構 make_helper。

template< class T, T... I> struct integer_sequence
{
    typedef T value_type;
    static constexpr size_t size() noexcept { return sizeof...(I) ; }

};

template< class T, T N>
using make_integer_sequence = integer_sequence< T, 0,1,2, ... ,N-1 >; // only for illustration.

這就是問題出現的地方。在您的實作中，make_helper 結構使用遞歸方法。雖然這看起來像是一個簡單的解決方案，但它可能會導致模板實例化的快速增加，特別是當 N 參數很大時。

template< class T, T N, T... I >
struct make_helper
{
   typedef typename mpl::if_< T(0) == N,  
                  mpl::identity< integer_sequence<T,I...> >,
                  make_helper< T, N-1, N-1,I...> 
               >::type;
};

由於這種指數級增長，編譯器可以快速耗盡虛擬內存，正如您在更改 GEN 宏以產生 4 倍數的整數序列時遇到的那樣。

對數深度實現

記憶體耗盡問題可以透過採用對數深度實現來解決。這種方法最大限度地減少了遞歸呼叫的次數，從而減少了模板實例化深度。

template<unsigned...> struct seq{ using type = seq; };

template<class S1, class S2> struct concat;

template<unsigned... I1, unsigned... I2>
struct concat<seq<I1...>, seq<I2...>>
  : seq<I1..., (sizeof...(I1)+I2)...>{};

template<class S1, class S2>
using Concat = Invoke<concat<S1, S2>>;

template<unsigned N> struct gen_seq;
template<unsigned N> using GenSeq = Invoke<gen_seq<N>>;

template<unsigned N>
struct gen_seq : Concat<GenSeq<N/2>, GenSeq<N - N/2>>{};

template<> struct gen_seq<0> : seq<>{};
template<> struct gen_seq<1> : seq<0>{};

在這種對數深度實現中，遞歸深度隨 N 對數增長。這顯著減少了記憶體消耗，並允許編譯N 值更大的整數序列。

透過採用對數深度實現，解決了原始的虛擬記憶體耗盡問題，允許產生具有較大 N 值的整數序列。

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