`make_integer_sequence` がメモリ不足エラーを引き起こすのはなぜですか? これはどのように解決できますか?

make_integer_sequence がメモリ不足になる理由

C 14 make_integer_sequence は、整数のシーケンスを構築するための多用途ツールです。ただし、提供されたコードに示されているように、デフォルトの実装ではメモリの問題が発生する可能性があります。 「仮想メモリが枯渇しました」というエラーは、プログラムがシステムが割り当てることができる以上のメモリを必要とする場合に発生します。

根本原因を理解する

根本原因はヘルパー構造にありますmake_helper。 N が 0 になるまで再帰的に拡張されます。ただし、N が大きい場合、この再帰によってテンプレートのインスタンス化が過剰に行われる可能性があります。テンプレートのインスタンス化とそれらを保持するために必要なメモリが急激に増加すると、メモリ不足エラーが発生します。

メモリ枯渇の問題を解決する

メモリを軽減するには枯渇の問題を解決する 1 つのアプローチは、log N 実装を使用することです。このメソッドは指数関数的な再帰を回避し、メモリ使用量を対数スケールまで削減します。

これはサンプルの log N 実装です:

template<class T> using Invoke = typename T::type;

template<unsigned... > struct seq{ using type = seq; };

template<class S1, class S2> struct concat;

template<unsigned... I1, unsigned... I2>
struct concat<seq<I1...>, seq<I2...>>
: seq<I1..., (sizeof...(I1) + I2)...> {};

template<class S1, class S2>
using Concat = Invoke<concat<S1, S2>>;

template<unsigned N> struct gen_seq;
template<unsigned N> using GenSeq = Invoke<gen_seq<N>>;

template<unsigned N>
struct gen_seq : Concat<GenSeq<N / 2>, GenSeq<N - N / 2>>{};

template<> struct gen_seq<0> : seq<> {};
template<> struct gen_seq<1> : seq<0> {};

この実装は、次の方法で指数関数的な再帰を回避します。 N が 0 または 1 になるまで、N を半分に再帰的に分割します。対数的な時間と空間の計算量により、N がどれほど大きくても、メモリ使用量は管理可能なままです。

要約すると、make_integer_sequence 使用時のメモリ不足エラーは、過剰なテンプレートのインスタンス化によって発生します。上記のような log N 実装を使用すると、この問題が軽減され、メモリを使い果たすことなく大規模なシーケンスを作成できるようになります。

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