Шаблоны выражений: повышение производительности при оценке выражений?

D = A*B+sin(C)+3.;

D = A*B+sin(C)+3.;
F = D*E;
cout << F << "\n";

F = E*(A*B+sin(C)+3.);

D = A*B+sin(C)+3.;

Result D=A*B-sin(C)+3.;

Result Intermediate=A*B;
Result D=Intermediate-sin(C)+3.;

auto&& Intermediate=A*B;
Result D=Intermediate-sin(C)+3.;

Оценка шаблон выражения обычно происходит, когда вы сохраняете результат в некоторых специальный типа как:

Result D = A*B+sin(C)+3.;

Тип результата выражения:

A*B+sin(C)+3.

не является Результат, но это то, что можно конвертировать в Результат. И оценка происходит во время такой конверсии.

---

Мой вопрос: есть ли метод (например, использование заполнителей?), Чтобы признать, что значения D на самом деле не используются

Такой вид «трансформации»:

Result D = A*B+sin(C)+3.;
Result F = D*E;

в

Result F = (A*B+sin(C)+3.)*E;

Возможно, когда вы не оцениваете D. Чтобы сделать это, как правило, вы должны захватить D, как это реально, выражение тип. Например, с помощью авто:

auto &&D = A*B+sin(C)+3.;
Result F = D*E;

---

Тем не менее, вы должны быть осторожны — иногда шаблон выражения захватывает ссылки на его операнды, и если у вас есть некоторые Rvalue который истекает после его выражения:

auto &&D = A*get_large_rvalue();
// At this point, result of **get_large_rvalue** is destructed
// And D has expiried reference
Result F = D*E;

куда get_large_rvalue является:

LargeMatrix get_large_rvalue();

Это результат Rvalue, истекает в конце полного выражения, когда get_large_rvalue назывался. Если что-то в выражении будет хранить указатель / ссылку на него (для последующей оценки), и вы будете «откладывать» оценку — указатель / ссылка переживут указанный / ссылочный объект.

Чтобы предотвратить это, вы должны сделать:

auto &&intermediate = get_large_rvalue(); // it would live till the end of scope
auto &&D = A*intermediate ;
Result F = D*E;

---

Я не знаком с C ++ 11, но, как я понимаю, auto просит компилятор определить тип переменной по ее инициализации

Да, точно. Это называется Тип Вывод / Дедукция.

В C ++ 98/03 было приведение типа только для шаблонных функций, в C ++ 11 есть авто.

Знаете ли вы, как CUDA и C ++ 11 взаимодействуют друг с другом?

Я не использовал CUDA (хотя я использовал OpenCL), но я думаю, что не будет никаких проблем в хозяин код с C ++ 11. Возможно, некоторые функции C ++ 11 не поддерживаются устройство код, но для вашей цели — вам нужно авто только в хозяин код

Наконец, есть ли возможность только с C ++?

Вы имеете в виду pre-C ++ 11? То есть C ++ 98 / C ++ 03?
Да, это возможно, но у него больше синтаксического шума, возможно, это будет причиной для его отклонения:

// somehwhere
{
use_D(A*B+sin(C)+3.);
}
// ...
template<typename Expression>
void use_D(Expression D) // depending on your expression template library
//   it may be better to use (const Expression &e)
{
Result F = D*E;
}

---

Я сейчас использую CUDA / Visual Studio 2010 под Windows. Не могли бы вы порекомендовать компилятору / набору инструментов / среде для обеих ОС использовать C ++ 11 в рамках моих интересов (GPGPU и CUDA, вы знаете, что-нибудь)

MSVC 2010 поддерживает некоторые части C ++ 11. В частности это поддерживает авто. Так что, если вам нужно только авто из C ++ 11 — MSVC2010 в порядке.

Но если вы можете использовать MSVC2012 — я бы порекомендовал придерживаться его — он имеет гораздо лучшую поддержку C ++ 11.

Кроме того, трюк авто &&промежуточный = get_large_rvalue (); кажется не «прозрачным» для стороннего пользователя (который не должен знать о такой проблеме). Я прав? Любая альтернатива?

Если шаблон выражения хранит ссылки на некоторые значения, и вы откладываете его оценку. Вы должны быть уверены, что все его ссылки живы на месте оценки. Используйте любой метод, который вы хотите — это можно сделать без авто, например:

LargeMatrix temp = get_large_rvalue();

Или, может быть, даже глобальная / статическая переменная (менее предпочтительный метод).

Последний комментарий / вопрос: использовать авто &&D = A * B + sin (C) +3 .; кажется, что я должен перегрузить оператор = для присваиваний между двумя выражениями, верно?

Нет, такая форма не требует ни оператора копирования / перемещения, ни конструктора копирования / перемещения.

По сути, он просто называет временное значение и продлевает срок его службы до конца области действия. Проверьте это ТАК.

Но, если бы вы использовали другую форму:

auto D = A*B+sin(C)+3.;

В таком случае для компиляции может потребоваться конструктор копирования / перемещения / преобразования (хотя фактическая копия может быть оптимизирована компилятором с помощью Копировать Ellision)

Кроме того, переключение между использованием auto (для промежуточных выражений) и Result to force вычисления кажется непрозрачным для стороннего пользователя. Любая альтернатива?

Я не уверен, есть ли альтернатива. Это по природе шаблонов выражений. Пока вы используете их в выражениях — они возвращают некоторые внутренние промежуточные типы, но когда вы сохраняете какой-то «специальный» тип — оценка запускается.

auto D = A*B+sin(C)+3.;

F = D + E