模板代码增加了二进制文件的大小。

Question

经常有人说，带有大量模板的代码会导致输出的大小增加，但这是真的吗？

#include <iostream>

#if 0
void foo( const int &v)
{
    std::cout<<v<<std::endl;
}
#else
template< typename T >
void foo( const T &v)
{
    std::cout<<v<<std::endl;
}
#endif

int main ()
{
    foo(50);
}

上面的例子生成不同大小的输出（函数输出为6.19k，模板函数输出为6.16k）。为什么使用模板的版本更小？

如果有影响的话，我正在使用带有下一个选项“-O3 -Wextra -Wall -pedantic”的g ++ 4.6.1。我不确定其他编译器的输出是什么。

- BЈовић

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在这个简单的例子中，尺寸相对一致。尝试同样的例子，但模板需要扩展到几百种类型。 - Chad

就好像你为每个模板实例化的类型编写了一个新的类/函数一样。这就像你用不同的名称或其他方式创建了不同的函数一样。 - Seth Carnegie

另外，试试一个模板不是一行的例子。 - Nicol Bolas

@Chad 我知道这一点（每个专业化领域的规模都在增加），但这不是我所问的。 - BЈовић

可能是使用STL会显著增加占用空间吗？的重复问题。 - Martin York

@Chad：如果你要比较苹果和橙子，至少要比较相同数量的橙子。在编写正常代码时也是如此。现在你必须编写数百个版本的函数（可能需要大量复制和粘贴）。最终得到的可执行文件相同，不同之处在于源代码的大小增加了数百倍。 - Martin York

Answer 1

也许是因为你的示例中 foo 具有外部链接，因此即使调用被内联，它也会被发射到你的可执行文件中。

对于模板，如果调用被内联，就没有理由发出一个隐式实例化的函数模板特化。

尝试将 foo 做成一个 inline 函数或将其变成 static。如果你想要发出函数模板特化，你需要显式实例化它。

#else
template< typename T >
void foo( const T &v)
{
    std::cout<<v<<std::endl;
}
template void foo(const int&);
#endif

通过这样做，我的措施可以确保非模板函数和函数模板版本的大小完全相同。

- Johannes Schaub - litb

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这是正确的。即使将其放入无名命名空间中，也会产生完全相同的输出。 - BЈовић

Answer 2

当我们说模板会生成更多的代码时，实际上意味着与其他形式的动态或静态多态性（如虚函数、函数指针、选择、函数重载等）相比，它们更大。

例如，假设你有一个非常大的类模板，在某些代码中只有一个地方区别于int和float。那么，一个天真的编译器将复制整个类和代码，并且最终需要两倍的空间（实际上并不是这样，但为了举例，让我们假设是这样）。如果您只重载了一个方法，那么只有该部分的代码会被复制。

这也会导致令人讨厌的副作用，即使编译时间更长，因为它必须计算两倍的代码量。

您必须记住的是，每次使用新类型用于模板代码时，整个代码都会以新类型重新生成，而其他方法可能只是简单地在此处和那里切换指针。

- Coincoin

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这是一个错误的比喻。如果您用普通代码替换模板代码，您仍然有两个版本的代码，一个版本用于整数，另一个版本用于浮点数。不同之处在于您有两倍的源代码。 - Martin York

看起来正确的解决方案是将那个函数变成一个模板函数。 - David Stone