11. Метапрограммирование с шаблонами и X-macro. Идиома Type Erasure (1186016)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Проектирование больших систем наC++Коноводов В. А.кафедра математической кибернетики ВМКЛекция 1117.11.2017Идиома Type ErasureЕсть класс, сохраняющий объекты произвольного типа:template <typename T>class TValue {T v;public:T Get() const {};template <typename U>void Set(U&& val) {v = std::forward<U>(val);}};Идиома Type ErasureЕсть класс, сохраняющий объекты произвольного типа:template <typename T>class TValue {T v;public:T Get() const {};template <typename U>void Set(U&& val) {v = std::forward<U>(val);}};И мы хотим «подписаться» на изменения Set:TValue<int> v;v.DoOnChange([](int newVal) {std::cout << "set " << newVal << std::endl;});v.Set(1);Идиома Type ErasureАбстрактный интерфейс вызова:template <typename T>class IFunctor {public:virtual ~IFunctor() = default;virtual void Call(const T&t) = 0;};Идиома Type ErasureАбстрактный интерфейс вызова:template <typename T>class IFunctor {public:virtual ~IFunctor() = default;virtual void Call(const T&t) = 0;};Класс для вызова:template <typename T, typename F>class TFunctor: public IFunctor<T> {private:std::decay_t<F> f;public:TFunctor(F f) : f(std::move(f)){}void Call(const T& t) { f(t); }};Идиома TypeErasureСоздание объекта, который будет вызывать нужную функцию:template <typename T, typename F>std::shared_ptr<IFunctor<T>> CreateFunctor(F&& f) {return std::make_shared<TFunctor<T, F>> (std::forward<F>(f));}Идиома TypeErasuretemplate <typename T>class TValue {T v;std::shared_ptr<IFunctor<T>> invPtr;public:T Get() const {};template <typename U>void Set(U&& val) {if (val != v) {v = std::forward<U>(val);invPtr->Call(v);}}template <typename F>void DoOnChange(F&& f) {invPtr = CreateFunctor<T>(std::forward<F>(f));}};Идиома TypeErasure.

Задача.Напишите класс Any, сохраняющий объекты любого типа, иобеспечивающий к ним доступ:Any a(5);a.get<int>(); // 5a.get<std::string>(); // errorПример с закрытым конструкторомclass C {public:C() = delete;int f() { return 5; }};int main() {decltype(C().f()) a = 5; // не компилируется}Пример с закрытым конструкторомclass C {public:C() = delete;int f() { return 5; }};int main() {decltype(std::declval<C>().f()) a = 5;}// ok!Пример с закрытым конструкторомclass C {public:C() = delete;int f() { return 5; }};int main() {decltype(std::declval<C>().f()) a = 5;}// ok!Происходит только вывод типа. Работает во время компиляциии только в таких контекстах.Пример с закрытым конструкторомclass C {public:C() = delete;int f() { return 5; }};int main() {decltype(std::declval<C>().f()) a = 5;}// ok!Происходит только вывод типа. Работает во время компиляциии только в таких контекстах.template<typename T, typename U>using TSum = decltype(std::declval<T>() + std::declval<U>());Есть ли в классе метод?template<class...> using dummy = void;template <class T, typename = void>struct does_have_super_func : public std::false_type {};template <class T>struct does_have_super_func<T,dummy<decltype(std::declval<T>().super_func())>> : public std::true_type {};struct A { int super_func(); };struct B { int func(); };int main() {std::cout << does_have_super_func<A>::value << std::endl;std::cout << does_have_super_func<B>::value << std::endl;std::cout << does_have_super_func<int>::value << std::endl;}ШаблоныПараметр шаблона, в частности, может не быть типом:template <int N>struct A;Если между классами есть зависимости, то компилятор будетпытаться вычислять зависимости на стадии компиляции, вчастности, на стадии компиляции можно заставить компиляторвыполнять нетривиальные задачи.Отсутпление в сторонуВ C++17 можно делать так:template<auto n>void f() {// ...}int main(){f<3>();// intf<'a'>(); // char}А как это сделать в C++11?Шаблонное метапрограммированиеВычисления на этапе компиляции:#include <iostream>template <int Base, int N>struct Power {enum {result = Power<Base, N - 1> ::result * Base };};template <int Base>struct Power <Base, 0> {enum {result = 1 };};int main () {std::cout << Power<2,10> :: result;}Вычисления на шаблонахЧто напечатает программа?#include <iostream>template <typename T>struct A {static const int res = 1;};template <typename T>struct A<T*> {static const int res = 1 + A<T>::res;};int main () {std::cout << A<int***> :: res << std::endl;}ЗадачаНапишите шаблон для вычисления Ckn на этапе компиляции.Шаблонное метапрограммированиеВ C++11 появляется std::integral_constant — обёртка надстатическими константами.template<class T, T v>struct integral_constant {static constexpr T value = v;typedef T value_type;typedef integral_constant type;constexpr operator value_type() const noexcept {return value;}constexpr value_type operator()() const noexcept {return value;}};std::integral_constantИ теперь можно написать так:template <typename X, typename Y>using sum = std::integral_constant<decltype(X::value + Y::value),X::value + Y::value>;using result =sum<std::integral_constant<int, 3>,std::integral_constant<int, 4>>;User-defined literalsВозможно определить пользовательские литералы:Iцелочисленные литералы 1_km,Ifloat-литералы 0.5_rad,Iсимвольные литералы ’a’_XIстроковые литералы "abc"_QВсе суффиксы должны начинаться с подчеркивания, суффиксыстандартной библиотеки не начинаются с подчеркивания.User-defined literalsconstexpr long double operator"" _deg (long double deg){return deg * 3.1415 / 180;}constexpr unsigned long long operator"" _MB(unsigned long long mb) {return static_cast<size_t>(mb) << 20;}static const auto MEMORY_LIMIT = 100_MB;int main() {double alpha = 90.0_deg;}User-defined literalsstruct A {int val;A(int x) : val(x) {}};A operator"" _A (unsigned long long x) { return A(x); }int main() {A a = 1_A;}При этом нельзя написатьA operator"" _A (int x) { return A(x); }Задача: compile-time stringsОпределитеtemplate <char ...c> struct TString { };и необходимые операторы так, чтобы компилировался код:constexpr auto hello = "hello"_s + " world"_s;static_assert(hello == "hello world"_s);Метапрограммирование и макросы#include <iostream>#include <string>enum class TCode {OK = 200,NOT_FOUND = 404};std::string ToString(TCode code) {switch (code) {case TCode::OK: return "OK";case TCode::NOT_FOUND: return "NOT FOUND";default: return "UNK";}}int main() {std::cout << ToString(TCode::OK) << std::endl;}X macroОпределим таблицу нужных нам кодов и будем определять XX:#define STATUS_CODES \XX(200, OK) \XX(404, NOT_FOUND)#define XX(code, text)\text = code,enum class TCode {STATUS_CODES};#undef XXX macro#define XX(code, text) \case TCode::text: return #text;std::string ToString(TCode code) {switch(code) {STATUS_CODESdefault: return "UNKNOWN";}}#undef XX.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций