forループ内のifステートメントを回避しますか？

私は次のようなWriter機能を持つ呼び出されたクラスを持っていますwriteVector：

void Drawer::writeVector(vector<T> vec, bool index=true)
{
    for (unsigned int i = 0; i < vec.size(); i++) {
        if (index) {
            cout << i << "\t";
        }
        cout << vec[i] << "\n";
    }
}

パフォーマンスを心配しながら、コードを重複させないようにしています。関数では、私のif (index)すべてのラウンドでチェックを行っていますforは、結果は常に同じですループのます。これは「パフォーマンスの心配」に反します。

for-ループの外側にチェックを配置することで、これを簡単に回避できました。ただし、重複したコードが大量に取得されます。

void Drawer::writeVector(...)
{
    if (index) {
        for (...) {
            cout << i << "\t" << vec[i] << "\n";
        }
    }
    else {
        for (...) {
            cout << vec[i] << "\n";
        }
    }
}

したがって、これらはどちらも「悪い」解決策です。私が考えていたのは、2つのプライベート関数で、1つはインデックスを出し、もう1つは呼び出すものです。もう1つは値を出力するだけです。ただし、プログラムでそれを使用する方法がわかりません。if。呼び出すものを確認するチェックです...

問題によると、ポリモーフィズムは正しい解決策のようです。しかし、ここでそれをどのように使用すればよいのかわかりません。この種の問題を解決するための好ましい方法は何でしょうか？

これは実際のプログラムではありません。この種の問題をどのように解決すべきかを知りたいだけです。

ループの本体をファンクタとして渡します。コンパイル時にインライン化され、パフォーマンスが低下することはありません。

変化するものを渡すというアイデアは、C ++標準ライブラリの至る所にあります。それは戦略パターンます。

C ++ 11の使用が許可されている場合は、次のようなことができます。

#include <iostream>
#include <set>
#include <vector>

template <typename Container, typename Functor, typename Index = std::size_t>
void for_each_indexed(const Container& c, Functor f, Index index = 0) {

    for (const auto& e : c)
        f(index++, e);
}

int main() {

    using namespace std;

    set<char> s{'b', 'a', 'c'};

    // indices starting at 1 instead of 0
    for_each_indexed(s, [](size_t i, char e) { cout<<i<<'\t'<<e<<'\n'; }, 1u);

    cout << "-----" << endl;

    vector<int> v{77, 88, 99};

    // without index
    for_each_indexed(v, [](size_t , int e) { cout<<e<<'\n'; });
}

このコードは完璧ではありませんが、アイデアはわかります。

古いC ++ 98では次のようになります。

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

struct with_index {
  void operator()(ostream& out, vector<int>::size_type i, int e) {
    out << i << '\t' << e << '\n';
  }
};

struct without_index {
  void operator()(ostream& out, vector<int>::size_type i, int e) {
    out << e << '\n';
  }
};


template <typename Func>
void writeVector(const vector<int>& v, Func f) {
  for (vector<int>::size_type i=0; i<v.size(); ++i) {
    f(cout, i, v[i]);
  }
}

int main() {

  vector<int> v;
  v.push_back(77);
  v.push_back(88);
  v.push_back(99);

  writeVector(v, with_index());

  cout << "-----" << endl;

  writeVector(v, without_index());

  return 0;
}

繰り返しになりますが、コードは完璧というにはほど遠いですが、それはあなたにアイデアを与えます。

関数では、結果は常に同じですが、forループのすべてのラウンドでif（インデックス）チェックを実行しています。これは「パフォーマンスの心配」に反します。

もし、これは確かにそうである、分岐予測器は、（一定の）結果を予測する上で何の問題もありません。そのため、これは最初の数回の反復で予測ミスの軽度のオーバーヘッドを引き起こすだけです。パフォーマンスに関して心配することは何もありません

この場合、わかりやすくするためにループ内にテストを置くことを推奨します。

アリの答えをさらに詳しく説明します。これは完全に正しいですが、一部のコードが重複しています（ループ本文の一部です。これは、残念ながら、ストラテジーパターンを使用する場合は避けられません）。

この特定のケースではコードの重複はそれほど多くありませんが、それをさらに削減する方法があります。これは、関数本体がいくつかの命令よりも大きい場合に便利です。。

重要なのは、コンパイラの機能を使用して、定数の折りたたみ/デッドコードの除去を実行することです。のランタイム値をindexコンパイル時の値に手動でマッピングすることで（限られた数のケース（この場合は2つ）の場合に簡単に）を作成し、コンパイル時に既知である型ではないテンプレート引数を使用して、これを行うことができます。 -時間：

template<bool index = true>
//                  ^^^^^^ note: the default value is now part of the template version
//                         see below to understand why
void writeVector(const vector<int>& vec) {
    for (size_t i = 0; i < vec.size(); ++i) {
        if (index) { // compile-time constant: this test will always be eliminated
            cout << i << "\t"; // this will only be kept if "index" is true
        }
        cout << vec[i] << "\n";
    }
}

void writeVector(const vector<int>& vec, bool index)
//                                            ^^^^^ note: no more default value, otherwise
//                                            it would clash with the template overload
{
    if (index) // runtime decision
        writeVector<true>(vec);
        //          ^^^^ map it to a compile-time constant
    else
        writeVector<false>(vec);
}

このようにして、2つ目のコード例（outer if/ inner for）と同等のコンパイル済みコードができますが、コードを自分で複製する必要はありません。これで、テンプレートバージョンを作成できます。writeVectorを必要なだけ複雑にすることができます。維持するコードは常に1つです。

テンプレートバージョン（非型のテンプレート引数の形でコンパイル時定数をとる）と非テンプレートバージョン（関数の引数としてランタイム変数をとる）がどのようにオーバーロードされているかに注意してください。これにより、ニーズに応じて最も関連性の高いバージョンを選択できます。どちらの場合も、構文はよく似ており、覚えやすいです。

writeVector<true>(vec);   // you already know at compile-time which version you want
                          // no need to go through the non-template runtime dispatching

writeVector(vec, index);  // you don't know at compile-time what "index" will be
                          // so you have to use the non-template runtime dispatching

writeVector(vec);         // you can even use your previous syntax using a default argument
                          // it will call the template overload directly

ほとんどの場合、コードはすでにパフォーマンスと可読性に優れています。優れたコンパイラーは、ループの不変条件を検出し、適切な最適化を行うことができます。コードに非常に近い次の例を考えてみます。

#include <cstdio>
#include <iterator>

void write_vector(int* begin, int* end, bool print_index = false) {
    unsigned index = 0;
    for(int* it = begin; it != end; ++it) {
        if (print_index) {
            std::printf("%d: %d\n", index, *it);
        } else {
            std::printf("%d\n", *it);
        }
        ++index;
    }
}

int my_vector[] = {
    1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,
};


int main(int argc, char** argv) {
    write_vector(std::begin(my_vector), std::end(my_vector));
}

次のコマンドラインを使用してコンパイルしています。

g++ --version
g++ (GCC) 4.9.1
Copyright (C) 2014 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
g++ -O3 -std=c++11 main.cpp

次に、アセンブリをダンプします。

objdump -d a.out | c++filt > main.s

の結果のアセンブリwrite_vectorは次のとおりです。

00000000004005c0 <write_vector(int*, int*, bool)>:
  4005c0:   48 39 f7                cmp    %rsi,%rdi
  4005c3:   41 54                   push   %r12
  4005c5:   49 89 f4                mov    %rsi,%r12
  4005c8:   55                      push   %rbp
  4005c9:   53                      push   %rbx
  4005ca:   48 89 fb                mov    %rdi,%rbx
  4005cd:   74 25                   je     4005f4 <write_vector(int*, int*, bool)+0x34>
  4005cf:   84 d2                   test   %dl,%dl
  4005d1:   74 2d                   je     400600 <write_vector(int*, int*, bool)+0x40>
  4005d3:   31 ed                   xor    %ebp,%ebp
  4005d5:   0f 1f 00                nopl   (%rax)
  4005d8:   8b 13                   mov    (%rbx),%edx
  4005da:   89 ee                   mov    %ebp,%esi
  4005dc:   31 c0                   xor    %eax,%eax
  4005de:   bf a4 06 40 00          mov    $0x4006a4,%edi
  4005e3:   48 83 c3 04             add    $0x4,%rbx
  4005e7:   83 c5 01                add    $0x1,%ebp
  4005ea:   e8 81 fe ff ff          callq  400470 <printf@plt>
  4005ef:   49 39 dc                cmp    %rbx,%r12
  4005f2:   75 e4                   jne    4005d8 <write_vector(int*, int*, bool)+0x18>
  4005f4:   5b                      pop    %rbx
  4005f5:   5d                      pop    %rbp
  4005f6:   41 5c                   pop    %r12
  4005f8:   c3                      retq   
  4005f9:   0f 1f 80 00 00 00 00    nopl   0x0(%rax)
  400600:   8b 33                   mov    (%rbx),%esi
  400602:   31 c0                   xor    %eax,%eax
  400604:   bf a8 06 40 00          mov    $0x4006a8,%edi
  400609:   48 83 c3 04             add    $0x4,%rbx
  40060d:   e8 5e fe ff ff          callq  400470 <printf@plt>
  400612:   49 39 dc                cmp    %rbx,%r12
  400615:   75 e9                   jne    400600 <write_vector(int*, int*, bool)+0x40>
  400617:   eb db                   jmp    4005f4 <write_vector(int*, int*, bool)+0x34>
  400619:   0f 1f 80 00 00 00 00    nopl   0x0(%rax)

関数が始まると、値を確認して2つの可能なループの1つにジャンプすることがわかります。

  4005cf:   84 d2                   test   %dl,%dl
  4005d1:   74 2d                   je     400600 <write_vector(int*, int*, bool)+0x40>

もちろん、これは、条件が実際に不変であることをコンパイラが検出できる場合にのみ機能します。通常、これはフラグおよび単純なインライン関数に対して完全に機能します。ただし、条件が「複雑」な場合は、他の回答からのアプローチの使用を検討してください。