C++ std::experimental::is_simd, std::experimental::is_simd_mask

2025 年 2 月 11 日 | 阅读 4 分钟

特性 std::experimental::is_simd 和 std::experimental::is_simd_mask 是并行技术规范版本 2 (Parallelism TS v2) 的一部分，位于头文件中。这些特性用于确定某个类型是否表示 C++ 标准库提供的特定 SIMD 相关类模板的特化。在本文中，我们将讨论 C++ 中的 std::experimental::is_simd 和 std::experimental::is_simd_mask 及其语法、参数和示例。

std::experimental::is_simd 函数是什么？

此特性用于验证 T 的 SIMD 类型。单指令多数据 (SIMD) 类型在高性能计算过程中非常有用，即一条指令同时作用于多个数据元素。

如果 T 是 simd 类模板的特化，成员常量值 is_simd 返回 true。如果 T 是任何其他类型，则返回 false。

语法

它具有以下语法：

 
template< class T >
struct is_simd;   

参数

template< class T >: 此模板声明表示模板 is_simd 接受单个类型参数 T。
struct is_simd;: 使用表达式 struct is_simd; 声明了一个名为 is_simd 的类模板。is_simd 的结构已声明，但此时尚未描述其实现，因为未提供定义。它只是一个前向声明。

std::experimental::is_simd_mask 是什么？

此功能对 T 执行 SIMD 掩码类型检查。当对 SIMD 向量中的元素执行比较时，结果由 SIMD 掩码类型中的一个位表示。它是表示 SIMD 比较操作结果的标准方式。

如果 T 是 simd_mask 类模板的特化，is_simd_mask 函数返回的成员常量值为 true。否则，对于所有其他类型，该值为 false。

语法

它具有以下语法：

 
template< class T >
struct is_simd_mask;   

参数

template< class T >: 此模板声明表示模板 is_simd 接受单个类型参数 T。
struct is_simd_mask;: 它声明了 is_simd_mask 模板类或结构，它将与类型 T 一起工作。is_simd_mask 的真实结构和行为将在其他地方定义。

示例

让我们举一个例子来说明 C++ 中的 std::experimental::is_simd 和 std::experimental::is_simd_mask。

 
#include <experimental/simd>
#include <iostream>
#include <string_view>
#include <type_traits>
namespace stdx = std::experimental;
template<typename T>
void test_simd(std::string_view type_name)
{
    std::cout << std::boolalpha
              << "The type is: " << type_name << '\n'
              << "  is_simd: " << stdx::is_simd_v<T> << '\n'
              << "  is_constructible: " << std::is_constructible_v<T> << '\n'
              << "  is_trivially_copyable: " << std::is_trivially_copyable_v<T> << '\n'
              << "  alignment: " << alignof(T) << "\n\n";
}
template<typename T>
void test_simd_mask(std::string_view type_name)
{
    std::cout << std::boolalpha
              << "The type is: " << type_name << '\n'
              << "  is_simd_mask: " << stdx::is_simd_mask_v<T> << '\n'
              << "  is_constructible: " << std::is_constructible_v<T> << '\n'
              << "  is_trivially_copyable: " << std::is_trivially_copyable_v<T> << '\n'
              << "  alignment: " << alignof(T) << "\n\n";
}
int main() 
{
    test_simd<int>("int");
    test_simd_mask<int>("int");
    test_simd<float>("float");
    test_simd_mask<float>("float");
    // Testing std::experimental::simd with various types
    test_simd<stdx::simd<float>>("simd<float>");
    test_simd_mask<stdx::simd_mask<float>>("simd_mask<float>");
    test_simd<stdx::simd<double>>("simd<double>");
    test_simd_mask<stdx::simd_mask<double>>("simd_mask<double>");
    test_simd<stdx::simd<int>>("simd<int>");
    test_simd_mask<stdx::simd_mask<int>>("simd_mask<int>");
    // Testing with bool
    test_simd<stdx::simd<bool>>("simd<bool>");
    test_simd_mask<stdx::simd_mask<bool>>("simd_mask<bool>");
    // Testing with other integral types
    test_simd<stdx::simd<short>>("simd<short>");
    test_simd_mask<stdx::simd_mask<short>>("simd_mask<short>");
    test_simd<stdx::simd<long>>("simd<long>");
    test_simd_mask<stdx::simd_mask<long>>("simd_mask<long>");
    // Testing with non-SIMD compatible types
    test_simd<std::string>("std::string");
    test_simd_mask<std::string>("std::string");
    test_simd<void*>("void*");
    test_simd_mask<void*>("void*");
    return 0;
}   

输出

 
The type is: int
  is_simd: false
  is_constructible: true
  is_trivially_copyable: true
  alignment: 4

The type is: int
  is_simd_mask: false
  is_constructible: true
  is_trivially_copyable: true
  alignment: 4

The type is: float
  is_simd: false
  is_constructible: true
  is_trivially_copyable: true
  alignment: 4

The type is: float
  is_simd_mask: false
  is_constructible: true
  is_trivially_copyable: true
  alignment: 4

The type is: simd<float>
  is_simd: true
  is_constructible: true
  is_trivially_copyable: true
  alignment: 16

The type is: simd_mask<float>
  is_simd_mask: true
  is_constructible: true
  is_trivially_copyable: true
  alignment: 16

The type is: simd<double>
  is_simd: true
  is_constructible: true
  is_trivially_copyable: true
  alignment: 16

The type is: simd_mask<double>
  is_simd_mask: true
  is_constructible: true
  is_trivially_copyable: true
  alignment: 16

The type is: simd<int>
  is_simd: true
  is_constructible: true
  is_trivially_copyable: true
  alignment: 16

The type is: simd_mask<int>
  is_simd_mask: true
  is_constructible: true
  is_trivially_copyable: true
  alignment: 16

The type is: simd<bool>
  is_simd: true
  is_constructible: false
  is_trivially_copyable: true
  alignment: 1

The type is: simd_mask<bool>
  is_simd_mask: true
  is_constructible: false
  is_trivially_copyable: true
  alignment: 1

The type is: simd<short>
  is_simd: true
  is_constructible: true
  is_trivially_copyable: true
  alignment: 16

The type is: simd_mask<short>
  is_simd_mask: true
  is_constructible: true
  is_trivially_copyable: true
  alignment: 16

The type is: simd<long>
  is_simd: true
  is_constructible: true
  is_trivially_copyable: true
  alignment: 16

The type is: simd_mask<long>
  is_simd_mask: true
  is_constructible: true
  is_trivially_copyable: true
  alignment: 16

The type is: std::string
  is_simd: false
  is_constructible: true
  is_trivially_copyable: false
  alignment: 8

The type is: std::string
  is_simd_mask: false
  is_constructible: true
  is_trivially_copyable: false
  alignment: 8

The type is: void*
  is_simd: false
  is_constructible: true
  is_trivially_copyable: true
  alignment: 8

The type is: void*
  is_simd_mask: false
  is_constructible: true
  is_trivially_copyable: true
  alignment: 8

说明

在此示例中，代码使用 std::experimental::simd 和 std::experimental::simd_mask 模板检查不同类型是否与 SIMD（单指令多数据）操作兼容。它定义了两个函数 test_simd 和 test_simd_mask，用于确定并打印给定类型是否为 SIMD 类型或 SIMD 掩码类型，以及其他特性，如可构造性、平凡可复制性和对齐方式。主函数对各种基本类型、SIMD 类型和非 SIMD 兼容类型（如 int、float、simd 和 std::string）运行这些测试，以展示这些特性在不同类型中的行为。

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