优化C++/GCC模板编译时间

Question

在一个大项目中，我们有很多类（数千个），并且为每个类定义了一个特殊的智能指针类型，使用typedef。这个智能指针类型是一个模板类。当我使用"gcc -Q"编译时，我看到gcc花费了大量时间来为每个类编译这些智能指针，即我看到smartptr<class1>::methods, then smartptr<class2>::methods... smartptr<class2000>::methods在屏幕上滚动，因为gcc在处理它们。

有没有什么诀窍可以加快这个过程？从smartptr的角度来看，这些类都是相同的，没有启用任何enable_if技巧等。

我现在正在尝试的事情：

- 可能会创建一个具有少量公共方法的非模板基类 - 使用extern template class来减少链接符号（和实例化时间？还不确定）

但以上所有内容都不是完整的解决方案。我想知道是否有另一种优化编译时间的方法，一种诀窍可以让gcc知道，例如如果它解析了smartptr一次，那么当看到其他专业化时，它可以反复应用相同的知识，因为生成的代码是相同的。

是的，我知道它不完全相同......但那只是个疯狂的想法。

或者也许还有其他我不知道的技巧，可以加快编译速度。（只是为了给你一个想法，我们可以通过消除其静态成员数据实例化来优化另一个模板，这大大减少了编译时间。这一点并不明显。）

- queen3

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这个有用吗？https://dev59.com/uWw05IYBdhLWcg3wiyRJ - brian beuning

还不太确定，但它肯定值得点赞。 - queen3

我记得std vector曾经为T*重用void 实现--基本上，强制转换是T所需做的全部。这个技巧可能值得探索。 - Yakk - Adam Nevraumont

根据您的指针的智能程度和兼容性，#define smartptr std::shared_ptr 可以提供帮助。内联方法可以减少链接/实例化时间。 - Olaf Dietsche

Addref不需要删除，可以作为一个例子。因此可以将其分解出来... - Yakk - Adam Nevraumont

Answer 1

虽然不是具体针对GCC，但我认为从非模板基类派生smartptr的想法听起来很可靠。智能指针是这种方法的一个好候选，因为重复生成的大部分代码并不关心指针是否为void*。（我会尽可能将代码转移到类模板中，以便仅在必要时进行void*的强制转换。）

此外，如果有成千上万个类严重依赖smartptr，则应首先考虑通过这种方式解决问题。仅当该方法失败时，我才会转向smartptr的客户端代码（此时，值得考虑避免通用头文件膨胀的技术）。

至于extern template declarations，我没有相关经验，但听起来您需要每个typedef添加一个extern声明。值得注意的是，强制完整实例化的相反效果是这样实现的：

template class smartptr<MyClass>;

我会仔细检查一下这行代码是否与你的任何typedef相关联！

- John McFarlane

Answer 2

预编译头文件

如果您的代码更改不在头文件中，这实际上可能有助于减少编译时间。 (源代码)

- user1055604

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可能不是一个很明智的答案，因为模板只存在于头文件中，所以对模板的任何更改都会破坏PCH。而且对于模板，人们希望优化C++文件的慢速构建，这是由于模板实例化所导致的。同样，PCH在这里并没有帮助（它可以节省一些解析模板的时间，但不能节省实例化的时间，这似乎是瓶颈所在）。因此，正确的方法是优化模板代码本身，特别是如果模板被实例化多次或者如果它们是递归的（在编译时计算某些东西/处理类型列表）。 - the swine

这实际上是一个复杂的问题，因为它取决于编译器的具体情况（最可能的是模板成员函数在调用时被实例化）。因此，如果你假设模板在头文件中使用，则是的。另一方面，除非是另一个模板的代码，否则你不应该把任何代码放在头文件中（除了声明和内联函数）。因此，在遵循这种约定的代码中，答案是否定的。 - the swine