我们如何优化 C 14 的 `make_integer_sequence` 实现以避免内存耗尽？

C 14 make_integer_sequence 实现的详细阐述

在 C 14 中，引入了 make_integer_sequence 别名模板来简化 integer_sequence 类模板的创建。为了实现 make_integer_sequence，需要使用辅助结构 make_helper。

template< class T, T... I> struct integer_sequence
{
    typedef T value_type;
    static constexpr size_t size() noexcept { return sizeof...(I) ; }

};

template< class T, T N>
using make_integer_sequence = integer_sequence< T, 0,1,2, ... ,N-1 >; // only for illustration.

这就是问题出现的地方。在您的实现中，make_helper 结构使用递归方法。虽然这看起来像是一个简单的解决方案，但它可能会导致模板实例化的快速增加，特别是当 N 参数很大时。

template< class T, T N, T... I >
struct make_helper
{
   typedef typename mpl::if_< T(0) == N,  
                  mpl::identity< integer_sequence<T,I...> >,
                  make_helper< T, N-1, N-1,I...> 
               >::type;
};

由于这种指数级增长，编译器可以快速耗尽虚拟内存，正如您在更改 GEN 宏以生成 4 倍数的整数序列时遇到的那样。

对数深度实现

内存耗尽问题可以通过采用对数深度实现来解决。这种方法最大限度地减少了递归调用的次数，从而减少了模板实例化深度。

template<unsigned...> struct seq{ using type = seq; };

template<class S1, class S2> struct concat;

template<unsigned... I1, unsigned... I2>
struct concat<seq<I1...>, seq<I2...>>
  : seq<I1..., (sizeof...(I1)+I2)...>{};

template<class S1, class S2>
using Concat = Invoke<concat<S1, S2>>;

template<unsigned N> struct gen_seq;
template<unsigned N> using GenSeq = Invoke<gen_seq<N>>;

template<unsigned N>
struct gen_seq : Concat<GenSeq<N/2>, GenSeq<N - N/2>>{};

template<> struct gen_seq<0> : seq<>{};
template<> struct gen_seq<1> : seq<0>{};

在这种对数深度实现中，递归深度随 N 对数增长。这显着减少了内存消耗，并允许编译N 值更大的整数序列。

通过采用对数深度实现，解决了原来的虚拟内存耗尽问题，允许生成具有较大 N 值的整数序列。

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