Loop unrolling. Мануально
#опытным

Мы можем конечно и сами разворачивать циклы, но код будет повторяться и от этого потенциально много проблем будет.

Ну хорошо, у нас есть все инструменты, чтобы явно не повторять код. Например вот так:

template <typename F, std::size_t... Is>
void repeat_unrolled_impl(F&& f, std::index_sequence<Is...>)
{
    ((f(), void(Is)), ...);
}

template <std::size_t Iterations, typename F>
void repeat_unrolled(F&& f)
{
    repeat_unrolled_impl(std::forward<F>(f), 
                         std::make_index_sequence<Iterations>{});
}

volatile int i = 0;

int main()
{
    repeat_unrolled<6>([&]{ ++i; });
}

Определяем парочку шаблонных функций, которые с помощью std::index_sequence и fold expression полностью изничтожают цикл и просто подряд вызывают функтор столько раз, сколько вы указали в шаблонном параметре repeat_unrolled.

Асм можете посмотреть тут. Здесь конечно есть одна хитрость с volatile, чтобы компилятор не соптимизировал наши тривиальные вычисления, но тем не менее.

Хотите частичную развертку? Да пожалуйста:

template <typename F, std::size_t... Offsets>
void call_with_offsets(F&& f, std::index_sequence<Offsets...>) {
    ((f(), void(Offsets)), ...);
}

template <std::size_t Iterations, std::size_t UnrollFactor, typename F>
void partial_unroll(F&& f) {
    constexpr std::size_t full_blocks = Iterations / UnrollFactor;
    constexpr std::size_t remainder   = Iterations % UnrollFactor;

    for (std::size_t block = 0; block < full_blocks; ++block) {
        call_with_offsets(std::forward<F>(f),
                          std::make_index_sequence<UnrollFactor>{});
    }

    for (std::size_t i = 0; i < remainder; ++i) {
        f();
    }
}

volatile int counter = 0;

int main() {
    partial_unroll<101, 4>([&]{ ++counter; });
}

Приемы используются те же, развертку тоже можете сами увидеть.

Зачем этот пост? Да просто наткнулся на такой код при подготовке к этой серии статей. Удивился, что в нескольких источниках упоминается такой способ и решил поделиться. Не знаю на счет применимости такого кода, выглядит сомнительно и не во всех ситуациях подойдет.

Но по крайней мере где-нибудь на собеседовании можно задать такую задачку на шаблоны. И прикладной смысл понятен и не особо сложно как будто бы.

Use templates in the right place. Stay cool.

#template #interview