从模板中分解与参数无关的代码

Question

本问题参考有效C书第44项。Scott Mayers指出，下面的模板类可能会导致代码膨胀，因为invert函数不一定依赖于模板参数n

template<typename T, std::size_t n>
class SquareMatrix
{   
public:
   void invert()
   {
      ...
   }
};

他建议反转函数可以在基类中分解如下。请注意，易失变量仅用于测试目的，以防止编译器优化所有内容。SquareMatrixBase：：invert不应该做任何合理的事情。我只是想检查它的代码是否重复。

template<typename T>
class SquareMatrixBase
{
protected:
   void invert(std::size_t size)
   {
      volatile int var = size;
   }
};

template<typename T, std::size_t n>
class SquareMatrix : private SquareMatrixBase<T>
{
private:
   using SquareMatrixBase<T>::invert;

public:
   void invert()
   {
      invert(n);
   }
};

在这一点上，斯科特·梅耶斯说：

现在，许多（也许是所有）SquareMatrix的成员函数可以是对非内联基类版本的简单内联调用，这些版本与持有相同类型数据的所有其他矩阵共享，而不管它们的大小如何。

但是，我不明白为什么编译器不应该内联SquareMatrixBase：：invert，这会导致代码膨胀。为什么 Scott Mayers 谈到“调用非内联基类版本”？就我现在而言，模板类的成员函数总是隐式地有资格内联，除非我强制编译器不要通过某些特定的指令这样做。

作为一个测试我的编译器，以下主要功能具有gcc和O3优化级别

int main()
{
   {
      SquareMatrix<int, 5> sm;
      sm.invert();
   }
   {
      SquareMatrix<int, 10> sm;
      sm.invert();
   }       
   return 0;
}

并且生成的目标代码清楚地显示BaseSquareMatrixBase::反转是内联的，从而导致重复的目标代码。

0000000000400400 <main>:
class SquareMatrixBase
{
protected:
   void invert(std::size_t size)
   {
      volatile int var = size;
  400400:       c7 44 24 f8 05 00 00    movl   $0x5,-0x8(%rsp)
  400407:       00 
   {
      SquareMatrix<int, 10> sm;
      sm.invert();
   }       
   return 0;
}
  400408:       31 c0                   xor    %eax,%eax
class SquareMatrixBase
{
protected:
   void invert(std::size_t size)
   {
      volatile int var = size;
  40040a:       c7 44 24 fc 0a 00 00    movl   $0xa,-0x4(%rsp)
  400411:       00 
   {
      SquareMatrix<int, 10> sm;
      sm.invert();
   }       
   return 0;
}
  400412:       c3                      retq 

我错过了什么？

Answer 1

在这个具体的实例中，您和编译器都希望内联对< code>SquareMatrixBase的调用