如何使用模板來避免使用 std::function

Question

我有一個 class 描述了某種類型的 function （這里我的意思是 function 在數學上，而不是編程意義上）。 在這個 class 中，我有一個名為 integration(...) 的方法，它使用 std::function 和 std::string 來確定要做什么。 我知道我做事的方式很糟糕，我想要一些關於如何更好地編碼的想法。 最好我想避免使用 std::function 而是使用模板。 下面是我所擁有的顯示基本思想的簡化。

我也不認為我所擁有的效率很高。 集成方法可能非常昂貴並且被多次調用，因此提高效率會很有幫助。

class SomeFunction 
{
public:
     SomeFunction(SomeParameter param) { // do constructor type things // }
     double value(double coord) { // return the value of the function // }
     double derivative(double coord) { // return the derivative of the function // }

     double integrate(std::string case, SomeType domain_of_integration)
     {
          std::function<double(double)> to_be_integrated;
          double some_other_parameter;

          if (case == "value") {
               to_be_integrated = [&](double x) -> double {
                    return this->value(x);
               };
               some_other_parameter = foo;
          }
          else if (case == "derivative") {
               to_be_integrated = [&](double x) -> double {
                    return this->derivative(x);
               };
               some_other_parameter = bar;
          }
          else {
               std::cerr << "ERROR - invalid integral\n";
               exit(1);
          }

          // evaluate the integral using 
          // to_be_integrated, some_other_parameter and domain_of_integration
     }

private:
     // some member variables //
};

Answer 1

用模板參數替換std::function很容易，例如

class SomeFunction 
{
    template <typename I>
    double do_integration(I&& integrand, double param, SomeType domain)
    {
        // evaluate the integral using 
        // integrand(x), param and domain
    }

public:
     // ...

     double integrate(std::string case, SomeType domain)
     {
          if (case == "value") {
               return do_integration(
                 [&](double x) -> double {
                   return this->value(x);
                 },
                 foo, domain);
          }
          else if (case == "derivative") {
               return do_integration(
                 [&](double x) -> double {
                   return this->derivative(x);
                 },
                 bar, domain);
          }
          else {
               std::cerr << "ERROR - invalid integral\n";
               exit(1);
          }
     }
};

但是這是否真的會表現得更好，很難單獨說。 您需要使用實際功能對兩個版本進行概要分析才能有任何信心。

---

我知道我做事的方式很差...不要認為我所擁有的很有效...集成方法可能會非常昂貴...

這些都是非常模糊的——每個人都對他們期望的快或慢有這些感覺，但如果它足夠重要以至於值得優化，那么它就足夠重要了，值得首先進行分析。

我已經看到很多看起來很慢但足夠快的代碼，以及像上面這樣的幾個內聯優化，它們通過影響指令緩存使事情變慢。

通常我會建議在進行任何更改之前進行測量，以確保它可以很好地利用時間 - 因為這是一個簡單的更改（一旦你認識到它），在這種情況下測量兩者是合理的。