「一言書くだけで末尾再帰最適化」をC++でやってみた

opt-tail-recursion.h

// 元ネタ：http://d.hatena.ne.jp/wasabiz/20110118/1295335821
//
// 注意点：
// ここで定義されているTCO_FUNCは、「末尾再帰で書かれた関数の引数が2つである場合」
// に限定された定義です。
// それ以上の場合は、別途マクロを定義しないとならないです。
// Boost.PPとかを使うと何とかなるのかな…？

#ifndef _OPT_TAIL_RECURSION_H_
#define _OPT_TAIL_RECURSION_H_

#define TCO_FUNC(FUNCTYPE, FUNCNAME, ARGTYPE1, ARGNAME1, ARGTYPE2, ARGNAME2) \
class FUNCNAME##_calculator__{ \
private: \
    FUNCTYPE __result__; \
    bool __tail_recursed__; \
    ARGTYPE1 __##ARGNAME1##__; \
    ARGTYPE2 __##ARGNAME2##__; \
    \
public: \
    FUNCNAME##_calculator__(ARGTYPE1 ARGNAME1, ARGTYPE2 ARGNAME2){ \
        for(;;){ \
            __tail_recursed__ = false; \
            __result__ = (*this)(ARGNAME1, ARGNAME2); \
            \
            if(__tail_recursed__){ \
                ARGNAME1 = __##ARGNAME1##__; ARGNAME2 = __##ARGNAME2##__; \
            }else{ \
                break; \
            } \
        } \
    } \
    \
    FUNCTYPE FUNCNAME(ARGTYPE1 ARGNAME1, ARGTYPE2 ARGNAME2){ \
        __##ARGNAME1##__ = ARGNAME1; \
        __##ARGNAME2##__ = ARGNAME2; \
        __tail_recursed__ = true; \
    } \
    \
    FUNCTYPE operator ()(ARGTYPE1 ARGNAME1, ARGTYPE2 ARGNAME2); \
    FUNCTYPE operator [](int dummy){ return __result__; } \
}; \
\
FUNCTYPE FUNCNAME(ARGTYPE1 ARGNAME1, ARGTYPE2 ARGNAME2){ \
    FUNCNAME##_calculator__ calculator(ARGNAME1, ARGNAME2); \
    return calculator[0]; \
} \
\
FUNCTYPE FUNCNAME##_calculator__::operator ()(ARGTYPE1 ARGNAME1, ARGTYPE2 ARGNAME2)

#endif // _OPT_TAIL_RECURSION_H_

sample.cpp

#include <iostream>
#include "opt-tail-recursion.h"

TCO_FUNC(long long, sum1, long long, count, long long, acc){
    if(count == 0) return acc;
    return sum1(count - 1, acc + count);
}

long long sum2(long long count, long long acc){
    if(count == 0) return acc;
    return sum2(count - 1, acc + count);
}

/*
long long sum(long long count, long long acc = 0){
    if(count == 0) return acc;
    return sum(count - 1, acc + count);
}
*/

int main(void){
    std::cout << sum1(1000000, 0) << std::endl;
    std::cout << sum2(1000000, 0) << std::endl;
}