模板元编程是否比同等的C代码更快？
模板元编程是否比同等的C代码更快？ （我说的是运行时性能）:)
首先，免责声明：我认为你所询问的不仅仅是模板元编程，还包括通用编程。 这两个概念密切相关，并没有确切定义每个概念。 但简而言之，模板元编程实质上是使用模板编写程序，模板在编译时进行评估。 （它使它在运行时完全免费。没有任何反应。值（或更常见的类型）已由编译器计算，并可作为常量（const变量或枚举）或typedef使用嵌套在一个类中（如果你用它来“计算”一个类型）。
通用编程使用模板，并在必要时使用模板元编程，创建通用代码，它们具有相同的function（并且没有性能损失），具有全部和任何类型。 我将在下面使用两者的示例。
模板元编程的一个常见用途是使类型能够用于generics编程，即使它们不是为它设计的。
由于模板元编程技术上完全是在编译时进行的，因此您的问题与通用编程有点相关，通用编程仍然在运行时进行，但是效率很高，因为它可以专门用于编译时使用的精确类型。
无论如何…
取决于您如何定义“等效C代码”。
关于模板元编程（或一般的通用编程）的技巧是它允许将大量计算移动到编译时，并且它使得灵活的参数化代码能够像硬编码值一样高效。
这里显示的代码例如在编译时计算斐波纳契序列中的数字。
C ++代码’ unsigned long fib11 = fibonacci<11uL>::value ‘依赖于该链接中定义的模板元程序，并且与C代码’ unsigned long fib11 = 89uL ‘一样高效。 模板在编译时进行评估，产生一个可以分配给变量的常量。 因此，在运行时，代码实际上与简单赋值相同。
因此，如果这是“等效C代码”，性能是相同的。 如果等效的C代码是“一个可以计算任意斐波纳契数的程序，用于查找序列中的第11个数字”，则C版本会慢得多，因为它必须作为函数实现，它计算值在运行时。 但这是“等效C代码”，因为它是一个C程序，具有相同的灵活性（它不仅仅是一个硬编码常量，而是一个可以返回fibonacci序列中任何数字的实际函数）。
当然，这通常不常用。 但它几乎是模板元编程的典型例子。
通用编程的一个更现实的例子是排序。
在C中，您有qsort标准库函数，它带有一个数组和一个比较器函数指针。 无法内联对此函数指针的调用（除非在普通情况下），因为在编译时，不知道将调用哪个函数。
当然，替代方案是为您的特定数据类型设计的手写排序function。
在C ++中，等效的是函数模板std::sort 。 它也需要一个比较器，但它不是一个函数指针，而是一个函数对象，如下所示：
struct MyComp { bool operator()(const MyType& lhs, const MyType& rhs) { // return true if lhs < rhs, however this operation is defined for MyType objects } };
这可以内联。 std::sort函数传递一个模板参数，因此它知道比较器的确切类型，因此它知道比较器函数不仅仅是一个未知的函数指针，而是MyComp::operator() 。
最终结果是C ++函数std::sort与同一排序算法的C中的手动编码实现完全一样高效。
所以再次，如果那是“等效的C代码”，那么性能是相同的。 但是，如果“等效C代码”是“可以应用于任何类型的通用排序函数，并允许用户定义的比较器”，那么C ++中的通用编程版本效率要高得多。
这真的是诀窍。 通用编程和模板元编程不是“比C更快”。 它们是实现通用，可重用代码的方法，其速度与手动编码和硬编码C一样快
这是一种充分利用这两个世界的方法。 硬编码算法的性能，以及一般参数化算法的灵活性和可重用性。
模板元编程（TMP）在编译时是“运行”的，所以在将它与普通的C / C ++代码进行比较时，并不是真的比较苹果和苹果。
但是，如果你有TMP评估的东西，那么根本没有运行时成本。
如果你的意思是可重复使用的代码 ，那么毫无疑问是肯定的。 元编程是生成库的一种优越方式，而不是客户端代码。 客户端代码不是通用的，它是为了做特定的事情而编写的。
例如，查看来自C标准库的qsort和C ++标准排序 。 这就是qsort的工作原理：
int compare(const void* a, const void* b) { return (*(int*)a > *(int*)b); } int main() { int data[5] = {5, 4, 3, 2, 1}; qsort(data, 5, sizeof(int), compare); }
现在看看排序 ：
struct compare { bool operator()(int a, int b) { return a < b; } }; int main() { int data[5] = {5, 4, 3, 2, 1}; std::sort(data, data+5, compare()); }
sort更清晰，更安全，更高效，因为比较函数在排序中内联。 在我看来，这是元编程的好处， 你编写通用代码 ，但编译器生成的代码就像手工编写的代码一样 ！
我发现元编程非常漂亮的另一个地方是当你编写像boost :: spirit或boost :: xpressive这样的库时，你可以在C ++中编写EBNF并让编译为你检查EBNF语法，用xpressive你可以编写正则表达式并让编译器也检查你的正则表达式语法！
我不确定提问者是否通过TMP在编译时计算值。 这是我用boost编写的一个例子:)
unsigned long greatestCommonDivisor = boost::math::static_gcd<25657, 54887524>::value;
你用C做什么你不能模仿上面的代码，基本上你必须手工计算它然后将结果分配给greatCommonDivisor ！
答案取决于它。
模板元编程可以用来轻松编写递归下降语言解析器，与精心设计的C程序或基于表的实现（例如flex / bison / yacc）相比，这些解析器效率低下。
另一方面，您可以编写生成展开循环的元程序，这比使用循环的传统C实现更有效。
主要好处是元程序允许程序员用更少的代码完成更多工作。
不利的一面是，它还会给你一把枪，用脚射击自己。
模板元编程可以被认为是编译时执行。
编译时编译代码需要更长的时间，因为它必须编译然后执行模板，生成代码，然后再次编译。
我不确定的运行时开销，它不应该比你自己用C代码自己编写的那样多。
我参与了另一个程序员尝试过元编程的项目。 太可怕了。 这是一个彻头彻尾的头痛。 我是一名具有大量C ++经验的普通程序员，并试图设计他们想要做的事情比他们直接写出来的时间要多得多。
由于这种经验，我厌倦了C ++ MetaProgramming。
我坚信最好的代码最容易被普通开发人员阅读。 这是第一优先级的软件的可读性。 我可以使用任何语言进行任何工作……但技能是让它对于项目中的下一个人来说可读并且易于使用。 C ++ MetaProgramming无法通过集合。
模板元编程在性能方面不会给你任何神奇的力量。 它基本上是一个非常复杂的预处理器; 你总是可以在C或C ++中编写等价的东西，它可能会花费你很长时间。
我不认为有任何炒作，但C ++ FAQ给出了一个关于模板的清晰简单的答案： https ： //isocpp.org/wiki/faq/templates#overview-templates
关于原始问题：它无法回答，因为那些东西不具有可比性。