Метапрограммирование на C++ и в D

Я считаю, что нет ничего лучше квалифицированного, чтобы показать невероятную мощность (TM) системы шаблонов D, чем этот рендерер Я нашел много лет назад:

да! Это на самом деле то, что генерируется компилятор ... это и есть "программа", причем довольно красочная.

Edit

источник, кажется, снова в сети.

лучшие примеры метапрограммирования D-это стандартные библиотечные модули D, которые интенсивно используют его в сравнении с модулями C++ Boost и STL. Проверить Д std.диапазон,std.алгоритм,std.функциональный и std.параллелизм. Ни один из них не будет легко реализовать в C++, по крайней мере, с помощью чистого, выразительного API, который имеют модули D.

лучший способ изучить D-метапрограммирование, ИМХО, заключается в таких примерах. Я учился в основном, читая код для std.алгоритм и СТД.диапазон, который был написан Андреем Александреску (гуру метапрограммирования шаблона C++, который стал активно участвовать в D). Затем я использовал то, что узнал, и внес свой вклад в ЗППП.модуль параллелизма.

также обратите внимание, что D имеет оценку функции времени компиляции (CTFE), которая похожа на C++1x constexpr но гораздо более общим в том, что большое и растущее подмножество функций, которые могут быть оценены во время выполнения могут быть оценены неизмененный во время компиляции. Это полезно для генерации кода во время компиляции, и сгенерированный код может быть скомпилирован с помощью строка mixins.

Ну В D вы можете легко наложить статику ограничения на параметры шаблона и написать код в зависимости от фактического аргумента шаблона с статический если.
Можно смоделировать это для простых случаев с C++, используя специализацию шаблона и другие трюки (см. boost), но это Пита и очень ограниченная причина, по которой компилятор не раскрывает много деталей о типах.

одна вещь, которую C++ действительно просто не может сделать, это сложный код времени компиляции поколение.

вот кусок кода D, который делает заказ map(), который возвращает свои результаты по ссылке.

Он создает два массива длины 4, карты каждая соответствующая пара элементов соответствует элементу с минимальным значением и умножает его на 50, а сохраняет результат обратно в исходный массив.

некоторые важные особенности, чтобы отметить следующее:

• шаблоны с переменным числом аргументов: map() может принимать любое количество аргументов.

• код (условно) короче! Элемент Mapper структура, которая является основной логикой, составляет всего 15 строк-и все же она может сделать так много с таким малым. Я не хочу сказать, что это невозможно в C++, но это, конечно, не так компактно и чисто.

---

import std.metastrings, std.typetuple, std.range, std.stdio;

void main() {
    auto arr1 = [1, 10, 5, 6], arr2 = [3, 9, 80, 4];

    foreach (ref m; map!min(arr1, arr2)[1 .. 3])
        m *= 50;

    writeln(arr1, arr2); // Voila! You get:  [1, 10, 250, 6][3, 450, 80, 4]
}

auto ref min(T...)(ref T values) {
    auto p = &values[0];
    foreach (i, v; values)
        if (v < *p)
            p = &values[i];
    return *p;
}

Mapper!(F, T) map(alias F, T...)(T args) { return Mapper!(F, T)(args); }

struct Mapper(alias F, T...) {
    T src;  // It's a tuple!

    @property bool empty() { return src[0].empty; }

    @property auto ref front() {
        immutable sources = FormatIota!(q{src[%s].front}, T.length);
        return mixin(Format!(q{F(%s)}, sources));
    }

    void popFront() { foreach (i, x; src) { src[i].popFront(); } }

    auto opSlice(size_t a, size_t b) {
        immutable sliced = FormatIota!(q{src[%s][a .. b]}, T.length);
        return mixin(Format!(q{map!F(%s)}, sliced));
    }
}


// All this does is go through the numbers [0, len),
// and return string 'f' formatted with each integer, all joined with commas
template FormatIota(string f, int len, int i = 0) {
    static if (i + 1 < len)
        enum FormatIota = Format!(f, i) ~ ", " ~ FormatIota!(f, len, i + 1);
    else
        enum FormatIota = Format!(f, i);
}

Я написал свой опыт работы с шаблонами D, строковыми миксинами и шаблонными миксинами:http://david.rothlis.net/d/templates/

Это должно дать вам представление о том, что возможно в D -- Я не думаю, что в C++ вы можете получить доступ к идентификатору в виде строки, преобразовать эту строку во время компиляции и сгенерировать код из манипулируемой строки.

мой вывод: чрезвычайно гибкий, чрезвычайно мощный и пригодный для использования простыми смертными, но ссылка компилятор все еще несколько глючит, когда речь заходит о более продвинутом метапрограммировании во время компиляции.

строковые манипуляции, даже разбор строк.

это библиотека MP который генерирует рекурсивные приличные Парсеры на основе грамматик, определенных в строках с использованием (более или менее) BNF. Я не прикасался к нему в течение многих лет, но он работал.

В D вы можете проверить размер типа и доступные методы на нем и решить, какую реализацию вы хотите использовать

это используется, например, в core.atomic модуль

bool cas(T,V1,V2)( shared(T)* here, const V1 ifThis, const V2 writeThis ){
    static if(T.sizeof == byte.sizeof){
       //do 1 byte CaS
    }else static if(T.sizeof == short.sizeof){
       //do 2 byte CaS
    }else static if( T.sizeof == int.sizeof ){
       //do 4 byte CaS
    }else static if( T.sizeof == long.sizeof ){
       //do 8 byte CaS
    }else static assert(false);
}

для того, чтобы противостоять Д трассировки лучей поста, вот на C++ время компиляции трассировщика лучей (metatrace):

(кстати, он использует в основном метапрограммирование C++2003; Это было бы более читаемым с новым constexpr s)

есть несколько тихих вещей, которые вы можете сделать в шаблоне метапрограммирования в D, что вы не можете сделать в C++. Самое главное, что вы можете сделать шаблон метапрограммирования без такой большой боли!