Lisp görnüşli C ++ şablon meta programmirleme

Düzüji jadysynyň başga görnüşi: Lisp-stil C ++ şablon metaprogramma

Programma üpjünçiligini ösdürmegiň giň meýdanynda, C ++ çig güýji we öndürijiligi bilen meşhurdyr. Şeýle-de bolsa, çylşyrymly düzmek prosesinde özüni keseki ýaly duýýan paradigma bar: şablon metaprogramma (TMP). Logiki taýdan iň ýokary derejä çykarylanda, C ++ TMP özbaşdak işleýän dil programmasyna meňzeýär, kompil wagtynda doly ýerine ýetirilýär. Iň gadymy we iň täsirli programma dilleriniň biri bolan Lisp bilen meňzeşlikler haýran galdyryjy we çuňňur. Bu çemeleşme, döredijilere çylşyrymly hasaplamalary we logikany iş wagtyndan başlap, ýokary netijeli we görnüşli howpsuz kod döredip, düşürmäge mümkinçilik berýär. Lisp stilindäki bu çemeleşmä düşünmek, abstraksiýanyň täze derejesini açmagyň açarydyr, berk, modully iş ulgamlaryny arhitektura edende Mewayzda çuňňur baha berýäris.

C ++

C ++ şablonlary ilkibaşda "Sanaw " ýa-da "Sanaw " döretmek ýaly ýönekeý görnüşleri çalyşmak üçin döredildi. Şeýle-de bolsa, C ++ standarty, umumylygy gözläp, Týuringiň doly dilini döretdi. Bu, teoretiki taýdan, bir programma tarapyndan ýerine ýetirilip bilinjek islendik hasaplamanyň, şablony dessinelaşdyrmak prosesinde C ++ düzüjisi tarapyndan hem ýerine ýetirilip bilinjekdigini aňladýar. Bu ukybyň tapylmagy, şablon metaprogrammasynyň döremegine sebäp boldy. Şablon ýöriteleşdirilişini, gaýtalanma we şablon parametrlerini ulanyp, programmaňyzy guranyňyzda düzüjiniň ýerine ýetirýän programmalaryny ýazyp boljakdygy anyklandy. Bu düzülen "dil" adaty manyda üýtgeýjiler ýok; ýagdaýy şablon parametrleriniň özünde öz beýanyny tapdy we dolandyryş gurluşlary gaýtalanma we şertli düzülişe esaslanýar.

Funksiýa, Lisp ýaly pikirlenmek gujaklamak

Şablon metaprogrammalaryny netijeli ýazmak üçin, Lisp programmisti ýaly işleýän programmirleme pikirini kabul etmeli. Klassiki manyda üýtgeýän ýagdaý ýa-da aýlaw ýok. Munuň ýerine hemme zat gaýtalanma we görnüşleri manipulirlemek we wagt yzygiderliligi arkaly gazanylýar. Simpleönekeý bir meselä seredeliň: faktory hasaplamak. Lisp-de gaýtalanýan funksiýany ulanyp bilersiňiz. C ++ TMP-de çemeleşme diýseň meňzeýär, ýöne görnüşleri we bahalary bilen işleýär.

• Üýtgemeýän maglumatlar: Lispdäki ýaly, TMP-de maglumatlar üýtgewsiz. Şablon parametri kesgitlenenden soň, ony üýtgedip bolmaz; diňe dürli parametrler bilen täze "mysallar" döredip bilersiňiz.
• Iterasiýa hökmünde gaýtalanma: "for" ýa-da "while" aýlawlary ýoklugy sebäpli, gaýtalanma amallary gaýtalamagyň esasy mehanizmidir. Şablon, esasy ýagdaý (şablon ýöriteleşdirilmegi arkaly) gelýänçä täzelenen parametrler bilen özüni çagyrýar.
• Diňe gymmatlyklar däl, görnüşleri dolandyrmak: TMP-iň iň güýçli tarapy, görnüşleri hasaplamak ukybydyr. Güýçli umumy programmirleme usullaryny döredip, görnüş sanawlaryny döredip, görnüş aýratynlyklaryny barlap we şertlere görä görnüşleri saýlap bilersiňiz.

Bu paradigma hökmany ädimlerden deklaratiw logikany ileri tutýan we has ygtybarly we ýalňyşlyga garşy koda alyp barýan başgaça pikirlenmäge mejbur edýär.

"Şablon metaprogramma, esasan, C ++ -yň içinde ýerleşdirilen işleýän dil. Bu güýçli gural, ýöne programmalar hakda başgaça pikirlenmegi talap edýär, köplenç abstrakt we matematiki usul." - C ++ standartlar komitetiniň agzasy

Modul ulgamynda amaly programmalar

Faktiki mysal akademiki bolsa-da, Lisp stilindäki TMP-iň hakyky güýji, iş wagtyndan artyk abstraksiýalardan peýdalanýan amaly goşundylarda şöhle saçýar. Mysal üçin, belli bir görnüşe mahsus ýokary derejede optimallaşdyrylan maglumat gurluşlaryny döretmek, bir wagtyň özünde çylşyrymly konfigurasiýalary barlamak ýa-da Syýasata esaslanan dizaýn ýaly çylşyrymly dizaýn nagyşlaryny durmuşa geçirmek üçin ulanylyp bilner. Modully iş ulgamy bolmagy maksat edinýän Mewayz ýaly platforma kontekstinde bu usullar bahasyna ýetip bolmaýar. Ajaýyp çeýe we gaty täsirli esasy komponentleri gurmaga mümkinçilik berýär. Modulyň API görnüşi, programma üpjünçiligini ýerleşdirmezden has öň ýüze çykyp biljek ýalňyş konfigurasiýalary tutup, iş derejesinde iş düzgünlerini we maglumat gatnaşyklaryny ýerine ýetirmek üçin TMP ulanyp döredilip bilner. Bu düzülen wagt howpsuzlygy, kärhanalara bagly ygtybarly, ulaldylan ulgamlary gurmak üçin möhümdir.

"constexpr"

Irki C ++ TMP köplenç kriptografiki sintaksis we haýal düzmek wagtlary üçin tankyt edilýärdi. Muny bilip, C ++ ülňüler komiteti şondan soň has köp “dörediji” we has ýakyn wagtda “konstewal” döredijiler üçin has amatly kompýuter aýratynlyklaryny hödürledi. Bu aýratynlyklar, bir wagtyň özünde ýerine ýetirýän tanyş, hökmany C ++ sintaksisini ulanyp, çylşyrymly şablon hilelerini talap edýän köp hasaplamalara mümkinçilik berýär. Şeýle-de bolsa, Lisp stilindäki TMP çemeleşmesi, şablonyň dessine prosesine iň düýpli gözegçiligi talap edýän görnüşli hasaplamalar we ssenariýalar üçin aktual bolup galýar. Häzirki zaman C ++ dörediji, adaty TMP-den başlap, “constexpr” funksiýalaryna çenli dürli gurallara eýe bolup, olara iş üçin dogry gural saýlamaga we has arassa, has ygtybarly metaprogrammalary ýazmaga mümkinçilik berýär.

Freygy-ýygydan soralýan soraglar

Düzüjiniň jadysynyň başga görnüşi: Lisp-stil C ++ şablon metaprogramma

Programma üpjünçiligini ösdürmegiň giň meýdanynda, C ++ çig güýji we öndürijiligi bilen meşhurdyr. Şeýle-de bolsa, çylşyrymly düzmek prosesinde özüni keseki ýaly duýýan paradigma bar: şablon metaprogramma (TMP). Logiki taýdan iň ýokary derejä çykarylanda, C ++ TMP özbaşdak işleýän dil programmasyna meňzeýär, kompil wagtynda doly ýerine ýetirilýär. Iň gadymy we iň täsirli programma dilleriniň biri bolan Lisp bilen meňzeşlikler haýran galdyryjy we çuňňur. Bu çemeleşme, döredijilere çylşyrymly hasaplamalary we logikany iş wagtyndan başlap, ýokary netijeli we görnüşli howpsuz kod döredip, düşürmäge mümkinçilik berýär. Lisp stilindäki bu çemeleşmä düşünmek, abstraksiýanyň täze derejesini açmagyň açarydyr, berk, modully iş ulgamlaryny arhitektura edende Mewayzda çuňňur baha berýäris.

C ++

C ++ şablonlary ilkibaşda "Sanaw" ýa-da "Sanaw" döretmek ýaly ýönekeý görnüşleri çalyşmak üçin döredildi. Şeýle-de bolsa, C ++ standarty, umumylygy gözläp, Týuringiň doly dilini döretdi. Bu, teoretiki taýdan, bir programma tarapyndan ýerine ýetirilip bilinjek islendik hasaplamanyň, şablony dessinelaşdyrmak prosesinde C ++ düzüjisi tarapyndan hem ýerine ýetirilip bilinjekdigini aňladýar. Bu ukybyň tapylmagy, şablon metaprogrammasynyň döremegine sebäp boldy. Şablon ýöriteleşdirilişini, gaýtalanma we şablon parametrlerini ulanyp, programmaňyzy guranyňyzda düzüjiniň ýerine ýetirýän programmalaryny ýazyp boljakdygy anyklandy. Bu düzülen "dil" adaty manyda üýtgeýjiler ýok; ýagdaýy şablon parametrleriniň özünde öz beýanyny tapdy we dolandyryş gurluşlary gaýtalanma we şertli düzülişe esaslanýar.

Funksional, Lisp ýaly pikirleri gujaklamak

Şablon metaprogrammalaryny netijeli ýazmak üçin, Lisp programmisti ýaly işleýän programmirleme pikirini kabul etmeli. Klassiki manyda üýtgeýän ýagdaý ýa-da aýlaw ýok. Munuň ýerine hemme zat gaýtalanma we görnüşleri manipulirlemek we wagt yzygiderliligi arkaly gazanylýar. Simpleönekeý bir meselä seredeliň: faktory hasaplamak. Lisp-de gaýtalanýan funksiýany ulanyp bilersiňiz. C ++ TMP-de çemeleşme diýseň meňzeýär, ýöne görnüşleri we bahalary bilen işleýär.

Modul ulgamynda amaly programmalar

Faktiki mysal akademiki bolsa-da, Lisp stilindäki TMP-iň hakyky güýji, iş wagtyndan artyk abstraksiýalardan peýdalanýan amaly goşundylarda şöhle saçýar. Mysal üçin, belli bir görnüşe mahsus ýokary derejede optimallaşdyrylan maglumat gurluşlaryny döretmek, bir wagtyň özünde çylşyrymly konfigurasiýalary barlamak ýa-da Syýasata esaslanan dizaýn ýaly çylşyrymly dizaýn nagyşlaryny durmuşa geçirmek üçin ulanylyp bilner. Modully iş ulgamy bolmagy maksat edinýän Mewayz ýaly platforma kontekstinde bu usullar bahasyna ýetip bolmaýar. Ajaýyp çeýe we gaty täsirli esasy komponentleri gurmaga mümkinçilik berýär. Modulyň API görnüşi, programma üpjünçiligini ýerleşdirmezden has öň ýüze çykyp biljek ýalňyş konfigurasiýalary tutup, iş derejesinde iş düzgünlerini we maglumat gatnaşyklaryny ýerine ýetirmek üçin TMP ulanyp döredilip bilner. Bu düzülen wagt howpsuzlygy, kärhanalara bagly ygtybarly, ulaldylan ulgamlary gurmak üçin möhümdir.

"constexpr"

Irki C ++ TMP köplenç kriptografiki sintaksis we haýal düzmek wagtlary üçin tankyt edilýärdi. Muny bilip, C ++ ülňüler komiteti şondan soň has köp “dörediji” we has ýakyn wagtda “konstewal” döredijiler üçin has amatly kompýuter aýratynlyklaryny hödürledi. Bu aýratynlyklar, bir wagtyň özünde ýerine ýetirýän tanyş, hökmany C ++ sintaksisini ulanyp, çylşyrymly şablon hilelerini talap edýän köp hasaplamalara mümkinçilik berýär. Şeýle-de bolsa, Lisp stilindäki TMP çemeleşmesi, şablonyň dessine prosesine iň düýpli gözegçiligi talap edýän görnüşli hasaplamalar we ssenariýalar üçin aktual bolup galýar. Häzirki zaman C ++ dörediji, adaty TMP-den başlap, “constexpr” funksiýalaryna çenli dürli gurallara eýe bolup, olara iş üçin dogry gural saýlamaga we has arassa, has ygtybarly metaprogrammalary ýazmaga mümkinçilik berýär.