是否可以在編譯時初始化數組，以便在運行時不需要時間？

Question

例如，如果我想創建多達 200 萬個 Eratosthenes 篩，在運行時將需要一些時間。 有沒有辦法通過使用元編程來減少運行時間？

Sieve 的代碼（將 std::bitset 初始化為const MILLION ）：

void initCiur(std::bitset<MILLION> &c)
{
    c[0] = c[1] = 1;
    for (int i=4; i <= MILLION; i+=2)
        c[i] = 1;
    for (int i=3; i*i <= MILLION; i+=2)
        if (!c[i])
            for (int j=3*i; j <= MILLION; j+=2*i)
                c[j] = 1;
}

Answer 1

有沒有辦法通過使用元編程來減少運行時間？

當然是的。 我對“元編程”的理解非常廣泛，就像任何程序生成代碼一樣（不僅僅是聰明的 C++ 模板）。

在大多數C++ 實現上（例如，如果在某些GNU/Linux操作系統上使用一些最近的GCC編譯器），C++翻譯單元實際上是一個文本文件。 另請閱讀 C++11 標准n3337 。

So just configure your build automation tool (eg GNU make or ninja ) to generate at build time (perhaps with a Python or Guile script, or your C++ metaprogram) some C++ file, or some file that would be #include -d elsewhere. 或者寫你的GCC 插件這樣做。

BTW, this idea is not new: ANTLR and GNU bison or Qt or SWIG do so (and recent GCC compilers -eg GCC 10 - have a dozen of specialized C++ code generators). 而我放棄的項目GCC MELT就是這樣做的。 RefPerSys和bismon 也是如此（對於哈希表中有用的素數，這兩個都是我開始的項目）。 primes_rps.cc文件的部分內容是機器生成的（請參閱其中的注釋）。

在某些情況下，一個聰明的優化編譯器可以優化constexpr的東西。 請注意賴斯定理，它指出並不總是可以巧妙地優化。 另見本報告草稿。

您還可能對代碼生成庫感興趣，例如asmjit或libgccjit ，或在運行時生成插件（在 Linux 上，您將使用dlopen(3)和dlsym(3) ，但首先閱讀C++ dlopen mini- how編寫共享庫）。

PS。 對於其他操作系統（例如 Windows）和 C++ 編譯器，情況可能會有所不同，但上述大多數想法都是可重用的。 閱讀 C++編譯器和操作系統的文檔。 在交叉編譯方法中，您可能需要更多技巧。