ocenia wyrażenie w czasie kompilacji

Question

Wiem, że zostało to bardzo wiele zapytane, ale tylko dla C/C++ i Java. Pytanie dotyczy korzyści związanych z używaniem wyrażeń stałych:

Kiedy wywołuję funkcję statyczną z tylko stałymi jako argumentami, czy istnieje sposób, aby powiedzieć kompilatorowi, że powinien ocenić połączenie już w czasie kompilacji i zastąpić połączenie przez wynik?

Przykład:

const double pi = Math.PI; //works as Math.PI is a constant 
const double spi = Math.Sin(Math.PI); //compiler error, because expression must be constant 

Czy istnieją żadne wytyczne (lepiej: Atrybuty), aby poinformować kompilator jawnie, że metoda statyczna jak Math.sin() nie modyfikuje ani czytać żadnych danych wewnętrznie, tak że było technicznie możliwe do oceny połączenia w czasie kompilacji?

Aha, i proszę nie odpowiadać jak "po prostu zrób const double spi = 0" :), ponieważ mój przykład jest po prostu uproszczoną wersją problemu, który mam: Poprawa łatwości kodowania przy zachowaniu maksymalnej wydajności.

Dzięki za pomoc - to naprawdę doceniane!

Answer 1

Dla stałych liczbowych widzę dwie opcje:

Opcja pierwsza: używać tylko do odczytu statycznego (liczonych jeden raz przy starcie):

class MyCalc 
{ 
    private static readonly double spi = Math.Sin(Math.PI); 
    private static readonly double pi = Math.Sin(Math.PI); 

    public void Execute() 
    { 
     // .. whatever 
    } 
} 

Opcja druga: wykonywanie obliczeń z kalkulatora i zakodować te stałe:

class MyCalc 
{ 
    // Math.Sin(Math.Pi) 
    private const double spi = 0; 
    // Math.Pi 
    private const double pi = 3.141592653589793; 

    public void Execute() 
    { 
     // .. whatever 
    } 
} 

nie jestem pewien, czy kompilator może całkowicie optymalizacji dala jedną opcję w obliczeniach, ale powinna być najbardziej czytelny i mainta w udany sposób.

Jeśli szukasz jak najwięcej podczas kompilacji, sprawy stają się coraz trudniejsze. Pod C++ masz szablony. Uważam je za kłopotliwe w pisaniu, ale ludzie robią z tego amazing things. Wydaje się, że stało się łatwiejsze dzięki compile time functions, ale jeszcze ich nie wypróbowałem. D ma CTFE, co jest naprawdę potężne. Ale D jest niszą i uniknęłbym napisania w nim jakiegokolwiek poważnego kodu. Nie znam innych języków z wyraźną oceną wstępnej kompilacji, ale jestem pewien, że są pewne.

Kompilatory przestały działać w dzisiejszych czasach.Szanse są dobre, że kompilator może zobaczyć możliwość optymalizacji wywołania funkcji bez podpowiedzi. W DotNet 4.5 mamy atrybut-AggressiveInlining, abyśmy mogli wymusić na kompilatorze właściwy kierunek. C/C++ ma coś podobnego i było problems. Ogólną radą z mojej strony byłoby uniknięcie inline, dopóki dokładnie nie wiesz, co robisz.

Jeśli naprawdę nie będziesz chodził w ten sposób z C#, najlepszą opcją w moich oczach byłoby napisanie twojej funkcjonalności w C++ za pomocą wspomnianych funkcji, napisanie łatwego w użyciu interfejsu C i wywołanie go przez PInvoke. Ale zrób sobie przysługę i zmierzyć się wcześniej, jeśli naprawdę warto. Nigdy nie zapomnę tych dwóch zasad optymalizacji:

1. Nie
2. jeszcze nie (tylko ekspertów)

Answer 2

Istnieje atrybut [Pure] dla metod, które nie mają skutków ubocznych. Jest to jednak używane tylko do analizy kodu, a nie przez kompilator (w tej chwili). Może się to jednak zmienić w przyszłości.

JetBrains ReSharper zapewnia podobny atrybut [Pure] dla tego samego celu (analiza kodu).

Tak, w tej chwili, trzeba obejście jak wartość wstępnie obliczonej przez Ciebie, najlepiej z komentarzem dla kogoś innego, aby poznać źródło wartości:

const double spi = 0.0; // Math.Sin(Math.PI) 

lub

static readonly double spi = Math.Sin(Math.PI); 

, która oczywiście oblicza wartość dla środowiska wykonawczego, której nie chcesz.