C++模板编程->元编程（1）

      元编程（Metaprogramming）是指某类计算机程序的编写，这类计算机程序编写或者操纵其他程序（或者自身）作为它们的数据，或者在编译时完成部分本应在运行时完成的工作。很多情况下比手工编写全部代码相比工作效率更高。编写元程序的语言称之为元语言，被操作的语言称之为目标语言。一门语言同时也是自身的元语言的能力称之为反射。

百度百科里元编程例子：

int Result;
//主模板
template<int N> //模板
class Fibonacci
{
public:
enum{Result = Fibonacci<N-1>::Result + Fibonacci<N-2>::Result };
//枚举，带有隐含计算
};
//完全特化模板
template<>
class Fibonacci<1> //带常参数1的构造函数
{
public:
enum { Result = 1 };
//给枚举赋初值1
};
//完全特化模板
template<>
class Fibonacci<0> //带参数0的模板
{
public:
enum { Result = 0 };
//给枚举赋初值0
};
int main()
{
std::cout << "第20项的Fibonacci数是：" << Fibonacci<20>::Result << std::endl;
//隐含计算
system("pause");
return 1;
}

定义了一个类模板，类中声明了一个枚举类型，该程序的奥秘就在枚举类型的构造上。从枚举类型的构造可以看出，他自身有一个样俺的迭代计算。两个构造函数为枚举类型初始化了数列的初始值，当调用“Fibonacci<20>::Reasult“时，就以这两个初始值为基础进行迭代。因此，程序在运行时并没有显示的计算，而是在编译时就由编译器计算了。

当编译器实例化Fibonacci<20>时，为了给其enum Result赋值，编译器需要对Fibonacci<19>和Fibonacci<18>进行实例化，之后同理······，当实例化到Fibonacci<1>和Fibonacci<0>的时候，完全特化模板被实例化，至此迭代结束。

接下来，编写了一下的代码，测试元编程，模板，函数三种方式实现数组求和的效率如下：

#include "time.h"  
/*http://blog.youkuaiyun.com/sunboyiris?viewmode=list*/
template <typename T>  
inline T sum_array(int Dim, T* a)  
{  
    T result = T();  
    for (int i = 0; i < Dim; ++i)   
    {   
        result += a[i];  
    }  
    return result;  
}  


template <int Dim, typename T>  
class Sumarray   
{  
public:  
    static T result(T* a)  
    {  
        return a[0] + Sumarray<Dim-1, T>::result(a+1);  
    }  
};  
  
// 作为终结准则的模板    
template <typename T>  
class Sumarray<1, T>   
{  
public:  
    static T result(T* a)  
    {  
        return a[0];  
    }  
};  



//模板实现数组内各元素相加
template<T array>
void arraysun(T &v,int sz)
{
    float k=0;
    for (int i = 0; i < sz; ++i)
    {
        k+=v[i];
    }
cout<<k<<endl;
}


int main()  
{  
     float k=0;
     srand(time(NULL));  
     clock_t ibegin, iend;  
    int a[3000];
    for(int i=0;i<3000;i++)
    {
      a[i]=i;
    }
  

  //模板实现测试
    ibegin = clock();
    arraysun(a,3000);
    iend = clock();
    cout<<endl;
    cout<<"耗时"<<endl;
    cout<<iend-ibegin<<endl;
 //常规函数测试
    ibegin = clock(); 
    for(int i=0;i<3000;i++)
    {
      k+=a[i];
    }
    cout <<" "<< k;
    iend = clock();
    cout<<endl;
    cout<<"耗时"<<endl;
    cout<<iend-ibegin<<endl;

 //元编程测试
    ibegin = clock(); 
    cout <<" "<< Sumarray<3000, int>::result(a);
    iend = clock();
    cout<<endl;
    cout<<"耗时"<<endl;
    cout<<iend-ibegin<<endl;
    
    system("pause");
    return 0;
}