C++14 variable templates
- 4. 変数テンプレートの使い方 • 数学の定数であるπを、浮動小数点数型の精度を指定して直接的に表現し たい。 template <typename T> constexpr T pi = T(3.1415926535897932385);
- 5. 変数テンプレートの使い方 • そしてこれをジェネリックな関数内で使用したい。たとえば、与えられた 半径から円の面積を計算する。 template <typename T> T area_of_circle_with_radius(T r) { return pi<T> * r * r; }
- 6. 変数テンプレートの使い方 • 変数テンプレートの型は、組み込み型に制限されない。ユーザー定義型も 使用可能だ。 • たとえば、ここにパウリ行列(Pauli matrices)の基本的な定義がある(これ は量子力学で使用する)。 template <typename T> constexpr pauli<T> sigma1 = { { 0, 1 }, { 1, 0 } }; template <typename T> constexpr pauli<T> sigma2 = { { 0, -1i }, { 1i, 0 } }; template <typename T> constexpr pauli<T> sigma3 = { { 1, 0 }, { -1, 0 } }; • pauli<T>は2x2行列のcomplex<T>型として定義される。
- 8. 回避策1. constexpr静的データメンバ • 標準のstd::numeric_limitsクラスで、この回避策がとられている。 template <typename T> struct numeric_limits { static constexpr bool is_modulo = ...; }; // ... template <typename T> constexpr bool numeric_limits<T>::is_modulo;
- 10. 回避策1. constexpr静的データメンバ template <class T> struct X { static constexpr bool is_modulo = false; }; /* template <class T> constexpr bool X<T>::is_modulo; */ int main() { constexpr const bool& x = X<int>::is_modulo; // リンクエラー！ } • • • 宣言しかされていない段階で、is_moduloを「使用」している。 この段階では、is_moduloに実体がないため、ポインタや参照はとれない。 上記コメントアウトを外して、is_moduloを定義しなければならない。
- 16. 可変個変数 • テンプレートパラメータごとに異なるインスタンスを持つので、同じ変数名 でも別な型と値を持てる。(Clang 3.5になる予定のtrunkで確認) template<int x> constexpr char y = 3; template<> constexpr double y<42> = 2.5; int main() { constexpr char c = y<17>; constexpr double d = y<42>; } static_assert(c == 3, ""); static_assert(d == 2.5, ""); http://stackoverflow.com/questions/19108345/c1y-c14-variable-template-specialization
- 17. 標準ライブラリへの採用展望 • C++14での、Type Traitsのエイリアステンプレート版追加にともない、 同提案者のVicente J. Botet Escribaさんが、値を返すメタ関数の変数テン プレート版を提案しようとしている(C++14には間に合わないだろう)。 • RFC: TypeTraits Variables - std-proposals https://groups.google.com/a/isocpp.org/forum/? hl=en&fromgroups#!topic/std-proposals/QOYLLJjH98k template<typename T> constexpr bool is_reference_c = is_reference<T>::value;
- 18. 参考文献 • N3552 Walter Brown. Introducing Object Aliases. http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3552.pdf • N3615 Gabriel Dos Reis. Constexpr Variable Templates. http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3615.pdf