C++基於模板元程式設計的記憶體最佳化技巧

C++ 中基於模板元程式設計的記憶體最佳化技巧透過以下方式實作：程式碼產生：在編譯時動態產生程式碼，避免執行時間分配記憶體。元函數：在編譯時執行計算，產生最佳化程式碼。實戰案例：數組池，透過共享數組內存，避免多次分配的開銷。

C++ 中基於模板元程式設計的記憶體最佳化技巧

模板元程式設計(TMP) 是C++ 中一種強大的技術，它允許在編譯時利用模板機制來產生程式碼。這樣可以實現許多優化，包括記憶體優化。

程式碼產生

TMP 可以用於根據執行時間資料動態產生程式碼。這可以用來避免在運行時分配內存，從而優化效能。以下範例展示如何使用 TMP 產生一個包含特定數量元素的陣列：

template<int N>
struct Array
{
    int data[N];
};

Array<10> myArray;//在编译时生成大小为10的数组

元函數

Metafunctions 是用於在編譯時執行計算的函數。它們可以在 TMP 中用於產生最佳化程式碼。以下範例展示了一個計算數組長度的元函數：

template<typename X>
struct SizeOfArray
{
    static constexpr int value = sizeof(X) / sizeof(X[0]);
};

實戰案例：數組池

數組池是一種最佳化技術，它允許在多個對象之間共享數組記憶體。這可以透過使用 TMP 在編譯時分配單一數組並將其指標分配給多個物件來實現。以下範例展示了陣列池的實作：

template<typename T, int N>
class ArrayPool
{
private:
    T data[N];
    std::atomic<int> currentIndex;
public:
    T* Get() { return &data[currentIndex.fetch_add(1)]; }
    void Free(T* ptr) { currentIndex.fetch_sub(1); }
};

int main()
{
    ArrayPool<int, 100> pool;
    int* arr1 = pool.Get();
    int* arr2 = pool.Get();
    pool.Free(arr1);
    pool.Free(arr2);
}

透過使用 TMP，陣列池可以避免在多個物件中分配多個陣列的開銷，從而提高效能。

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