![応用例2 :
コンテナ/配列からイテレータ/ポインタの型を取り出す
template <class Range>
struct range_iterator { // 配列以外だったらRange::iterator型を返す
typedef typename Range::iterator type;
};
template <class T, int N>
struct range_iterator<T[N]> { // 配列だったらT*型を返す
typedef T* type;
};
template <class Range>
void foo(Range& r)
{
typedef typename range_iterator<Range>::type Iterator;
}
vector<int> v;
int ar[3];
foo(v); // Iteratorの型はvector<int>::iteratorになる
foo(ar); // Iteratorの型はint*になる](https://image.slidesharecdn.com/templatemetaprogramming-110827084433-phpapp01/85/C-Template-Metaprogramming-9-320.jpg)
C++ Template Metaprogramming
- 1. C++ テンプレートメタプログラミング 高橋晶(アキラ) ブログ：「Faith and Brave – C++で遊ぼう」 http://d.hatena.ne.jp/faith_and_brave/
- 3. メタ関数 • コンパイル時に評価される関数 template <class T> // Tがパラメータ struct identity { typedef T type; // typeが戻り値 }; identity<int>::type i; // int i; テンプレートパラメータを関数のパラメータ、 入れ子型(nested-type)や クラス内定数(static const T)を関数の戻り値を見なす。
- 4. 特殊化で型特性の判別と条件分岐 テンプレートの特殊化を使って、 型がどんな特性を持ってるのかを判別する 以下はTがvoidかどうかを判別するメタ関数 template <class T> struct is_void { // void以外だったらfalseを返す static const bool value = false; }; template <> struct is_void<void> { // voidだったらtrueを返す static const bool value = true; }; bool a = is_void<int>::value; // bool a = false; bool b = is_void<void>::value; // bool b = true;
- 5. 部分特殊化で型特性の判別 • 部分特殊化使った場合。 パターンマッチみたいなもん。 template <class T> struct is_pointer { // ポインタ以外はfalseを返す static const bool value = false; }; template <class T> struct is_pointer<T*> { // ポインタならtrueを返す static const bool value = true; }; bool a = is_pointer<int>::value; // bool a = false; bool b = is_pointer<int*>::value; // bool b = true;
- 6. 型を修飾する • Tを受け取ってT*を返すメタ関数 template <class T> struct add_pointer { typedef T* type; }; add_pointer<int>::type p; // int* p; add_pointer<add_pointer<int>::type>::type pp; // int** pp;
- 7. 再帰テンプレート • メタ関数がメタ関数自身を呼ぶことによって 再帰によるループを表現する template <class T, int N> struct add_pointer { typedef typename add_pointer<T*, N-1>::type type; }; template <class T> struct add_pointer<T, 0> { // 再帰の終了条件 typedef T type; }; add_pointer<int, 5> p; // int***** p;
- 8. 応用例1 : コンパイル時if文(型の選択) テンプレートパラメータで条件式をbool値で受け取って パラメータがtrueの場合の型、falseの場合の型を選択する template <bool Cond, class Then, class Else> struct if_c; template <class Then, class Else> struct if_c<true, Then, Else> { typedef Then type; }; template <class Then, class Else> struct if_c<false, Then, Else> { typedef Else type; }; if_c<true, int, char>::type → int if_c<false, int, char>::type → char
- 9. 応用例2 : コンテナ/配列からイテレータ/ポインタの型を取り出す template <class Range> struct range_iterator { // 配列以外だったらRange::iterator型を返す typedef typename Range::iterator type; }; template <class T, int N> struct range_iterator<T[N]> { // 配列だったらT*型を返す typedef T* type; }; template <class Range> void foo(Range& r) { typedef typename range_iterator<Range>::type Iterator; } vector<int> v; int ar[3]; foo(v); // Iteratorの型はvector<int>::iteratorになる foo(ar); // Iteratorの型はint*になる
- 10. 応用例3： 型のシグニチャから部分的に型を抜き出す template <class Signature> struct argument_of; template <class R, class Arg> struct argument_of<R(Arg)> { // 型がR(Arg)の形になってたら typedef R result_type; // 戻り値の型を取り出す typedef Arg argument_type; // 引数の型を取り出す }; typedef argument_of<int(double)>::result_type result; // int typedef argument_of<int(double)>::argument_type argument; // double boost::result_ofで関数オブジェクトの戻り値の型を取得するときに使える
- 11. チューリング完全 特殊化によって条件分岐を表現し、 再帰テンプレートによってループを表現できる これらのことから、C++テンプレートは ほぼ(※)チューリング完全だと言われてるみたい。 つまり、コンパイル時に全てのアルゴリズムを解くことができる。 ※再帰的に入れ子にされたテンプレートの インスタンス化は17回までは保証されてる。 『C++ Templates are Turing Complete』 http://ubiety.uwaterloo.ca/~tveldhui/papers/2003/turing.pdf