编译期执行的效率

写了一个编译期执行的fibonacci模板：

template fibonacci(long n){
    static if(n <= 2)
        const long fibonacci = 1;
    else
        const long fibonacci = fibonacci!(n-1) + fibonacci!(n-2);
}

static long a = fibonacci!(40);

D语言新支持的编译期执行函数也可以完成：

long fibonacci(long n){
    if (n <= 2) return 1;
    return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2);
}

static long a = fibonacci(40);

这2种实现，我原想编译效率应该都比较低，因为编译期执行是要花编译时间的。结果前一种编译效率非常高，后一种则比较低。仔细想想，的确应该是这样，这与模板产生代码的机制有关。

模板在实例化时，会根据参数产生出不同的代码。比如上面的第一个例子，fibonacci!(1)和fibonacci!(2)就会实例化出2份代码，所以fibonacci!(40)相当于产生了这样一组代码：

// ....
const long fibonacci_38 = fibonacci_37 + fibonacci_36;
const long fibonacci_39 = fibonacci_38 + fibonacci_37;
const long fibonacci_40 = fibonacci_39 + fibonacci_38;
static long a = fibonacci_40;

把每一个值都给缓存下来了，效率当然高了，我们使用相同的缓存策略也可以缩短函数的运行时间。

编译期执行的函数则没有这个优点，它和普通的函数没有区别，不同点在于它在编译的时候运行。把编译器看成一种动态语言运行环境，那么编译“编译期执行的函数”的过程就像是运行动态语言程序的过程。如果程序中存在大量编译期执行函数，可能极大地降低编译效率，对于它的使用应该尽量避免。

模板提供的是一种声明式语法，在复杂的静态执行逻辑面前有时候会显得力不从心，编译期执行函数在解决这个问题的同时，却带来了上面这种副作用。如果能把两者的优点结合起来，用函数的语法来写程序，由编译器生成优化的模板代码，这种编译期执行才可以大量使用。

评论

2 楼 qiezi 2007-03-15  

应该也不用这么复杂。只要把编译期执行函数的参数和返回值缓存就可以了，比如已经计算过fibonacci(5)，再计算fibonacci(7)的时候就可以利用这个值了，模板用的也是这个原理，自己做缓存时也差不多。当然编译期执行函数也不可能完全取代模板的计算功能。

1 楼 oldrev 2007-03-15  

我觉得最佳办法是，把需要编译器执行的代码编译为IL格式的 obj 文件缓存起来，如果代码没变化就一直用 obj 文件中的就行了。