标签： c

发布于

C++ DSEL (Domain Specific Embedded Language) with TMP：在 C++ 中设计 DSL

哈喽，各位好！今天咱们聊聊一个挺有意思的话题：用C++搞一个属于你自己的DSL (Domain Specific Embedded Language)，并且用上TMP (Template Metaprogramming) 这把瑞士军刀。 什么是DSL？ 首先，啥是DSL？简单来说，DSL就是一种为了解决特定领域问题而设计的语言。它和通用编程语言（比如C++、Java、Python）不一样，通用语言啥都能干，但啥都不精。DSL呢，就好像一把手术刀，专门用来做手术，你不能指望它能盖房子。 比如说，你想设计一个配置文件的语言，让用户可以方便地配置游戏参数，或者设计一个规则引擎，让用户可以定义各种业务规则。这些场景下，DSL就能派上大用场。 为什么要用C++和TMP？ C++本身已经很强大了，为啥还要搞DSL？原因很简单： 简洁性： DSL可以让你用更简洁、更自然的语法来表达特定领域的问题，提高代码的可读性和可维护性。 抽象性： DSL可以隐藏底层实现的复杂性，让用户专注于业务逻辑，而不是纠结于技术细节。 性能： 如果DSL的设计得当，可以通过TMP在编译期进行优化，从而获得更好的性能。 而T …

继续阅读“C++ DSEL (Domain Specific Embedded Language) with TMP：在 C++ 中设计 DSL”

发布于

C++ 编译期工厂模式：基于类型列表的编译期对象创建

哈喽，各位好！今天咱们来聊聊一个C++里挺高级也挺酷的东西：编译期工厂模式，而且还是基于类型列表的。这东西听起来可能有点吓人，但其实只要你把它拆解开来，就会发现它并没有那么神秘，反而能让你在编译期玩出很多花样。 啥是工厂模式？为啥要编译期？ 首先，咱们先简单回顾一下工厂模式。简单来说，工厂模式就是把对象的创建过程给封装起来。你不用关心对象是怎么被new出来的，只要告诉工厂你想要啥，工厂就会帮你把东西搞定。这样一来，你的代码就变得更灵活、更易于维护。 传统的工厂模式通常是在运行时工作的，也就是程序跑起来的时候才决定创建哪个对象。但有时候，我们希望能在编译的时候就把这些事情确定下来。这样做的好处是： 性能更高： 编译期完成的事情，运行时就不用做了，可以省下不少时间。 类型安全： 编译期就能检查类型错误，避免运行时出现一些莫名其妙的问题。 更灵活： 可以根据编译时的条件，选择不同的对象创建方式。 类型列表：编译期工厂的基石 要实现编译期工厂，类型列表（Type List）是必不可少的工具。类型列表本质上就是一个包含了若干类型的列表，但这个列表是在编译期就确定的。C++11之后，我们可以用模板 …

继续阅读“C++ 编译期工厂模式：基于类型列表的编译期对象创建”

发布于

C++ `std::integer_sequence`：编译期整数序列的生成与应用

哈喽，各位好！今天我们来聊聊C++里一个挺有意思的家伙：std::integer_sequence。这玩意儿听起来高大上，但其实它就是个编译期整数序列。别怕，听我慢慢道来，保证你听完能用它玩出点花样。 啥是std::integer_sequence？ 简单来说，std::integer_sequence就是一个在编译期就确定下来的整数序列。注意，是编译期！这意味着它不是在程序运行的时候才生成的，而是在编译的时候就生成好了。这有什么用呢？别急，我们先看看它长什么样。 std::integer_sequence 本身是一个类模板，它有两个模板参数： typename T: 序列中整数的类型，比如 int, size_t 等。 size_t N: 序列包含的整数的个数。 它本身并没有构造函数，我们一般不直接创建 std::integer_sequence 的对象。而是通过它的两个助手类来生成：std::make_integer_sequence 和 std::index_sequence。 std::make_integer_sequence 和 std::index_sequence 这两 …

继续阅读“C++ `std::integer_sequence`：编译期整数序列的生成与应用”

发布于

C++ 可变参数模板的高级展开技巧：递归与折叠表达式 (C++17)

哈喽，各位好！今天咱们来聊聊C++中可变参数模板的那些高级玩意儿，特别是递归展开和折叠表达式。这俩兄弟，一个古老而强大，一个新潮又简洁，都是玩转模板元编程的利器。准备好了吗？咱们这就开始！ 第一部分：可变参数模板基础回顾 首先，为了照顾一下可能对可变参数模板还不太熟悉的朋友，咱们先简单回顾一下基础知识。 可变参数模板，顾名思义，就是可以接受数量不定的参数的模板。它通过 … (省略号) 这个神奇的符号来实现。通常，我们会用两种方式来声明可变参数模板： 模板参数包 (Template Parameter Pack): 用于接受类型参数。 template <typename… Args> void my_function(Args… args) { // … } 在这里，Args 就是一个模板参数包，它可以包含零个或多个类型。 函数参数包 (Function Parameter Pack): 用于接受函数参数。 template <typename… Args> void my_function(Args… args) { // … } …

继续阅读“C++ 可变参数模板的高级展开技巧：递归与折叠表达式 (C++17)”

发布于

C++ `if constexpr` (C++17) 与 `static_assert`：编译期条件分支与断言的组合

哈喽，各位好！今天咱们来聊聊C++17里两个非常酷炫的特性：if constexpr和static_assert。这两个家伙都是在编译期玩的，一个负责编译期的“如果…否则…”，一个负责编译期的“我觉得你不对劲，我要报错！”，把它们俩组合起来用，简直就像给你的代码装上了编译期的侦察兵和质检员，提前排除各种潜在的bug，让你的程序在出生前就尽可能健康。 一、if constexpr：编译期的条件分支 想象一下，你写了一个模板函数，需要根据模板参数的不同类型执行不同的操作。在C++17之前，你可能会用std::enable_if、std::conditional或者SFINAE（Substitution Failure Is Not An Error）那一套复杂的机制来实现。这些方法虽然强大，但代码往往显得冗长且难以理解。 if constexpr的出现，简直就是黑暗中的一道光！它让编译期的条件判断变得像写普通的if语句一样简单直观。 1. 基本语法 template <typename T> auto print_type_info() { if constexpr (std: …

继续阅读“C++ `if constexpr` (C++17) 与 `static_assert`：编译期条件分支与断言的组合”

发布于

C++ 编译期正则表达式匹配：在编译时验证字符串模式

哈喽，各位好！今天咱们来聊聊 C++ 编译期正则表达式匹配这个听起来有点高大上，但其实贼有意思的话题。 一、 编译期正则表达式匹配是个啥？ 简单来说，编译期正则表达式匹配就是在你的代码编译的时候，就把字符串的模式给验了。这跟运行时的正则表达式匹配不一样，运行时是等到程序跑起来了才去匹配。 编译期匹配最大的好处就是：早发现问题，早解决问题。你想啊，如果你的正则表达式写错了，编译器直接给你报错，是不是比等到程序跑到线上才发现问题要好得多？ 二、 为什么要用编译期正则表达式匹配？ 性能提升： 编译期匹配把正则表达式的解析和编译工作提前到了编译阶段，运行时就省去了这部分开销。虽然匹配本身仍然可能在运行时进行，但预处理的成本已经消失。 安全性增强： 编译期匹配可以确保你的正则表达式是合法的，避免了运行时因正则表达式错误而导致的程序崩溃或者安全漏洞。 代码质量提高： 编译期匹配可以帮助你编写更健壮的代码，减少运行时错误。 静态检查： 允许编译器在编译时检查字符串是否符合特定的模式。这对于配置文件、数据验证和其他需要符合预定义格式的场景非常有用。 三、 C++ 中如何实现编译期正则表达式匹配？ C+ …

继续阅读“C++ 编译期正则表达式匹配：在编译时验证字符串模式”

发布于

C++ Boost.Hana 库深度：现代 C++ 元编程的瑞士军刀

哈喽，各位好！今天咱们来聊聊 C++ 元编程界的瑞士军刀 —— Boost.Hana。 Boost.Hana：现代 C++ 元编程的瑞士军刀 元编程，听起来就有点玄乎。简单来说，就是让程序在编译时做一些计算，生成代码，从而提高运行时的效率，或者实现一些编译时的检查。而 Boost.Hana，就是这样一个强大的库，它提供了一套工具，让我们能够更优雅、更安全地进行 C++ 元编程。 为什么要用 Boost.Hana？ 在没有 Boost.Hana 之前，C++ 元编程就像用石头斧头砍树，费劲不说，还容易砍到自己。模板元编程代码往往晦涩难懂，错误信息更是让人崩溃。 Boost.Hana 的出现，就像给咱们换了一把锋利的电锯，让元编程变得更加容易理解、更加安全可靠。它提供了以下优势： 更加易读的代码: Hana 使用了更加函数式、更加声明式的风格，让代码更容易理解和维护。 更强的类型安全: Hana 提供了丰富的类型检查，可以避免很多运行时错误，将错误提前到编译时。 更高的效率: Hana 的设计目标之一就是高效，它使用了各种优化技术，确保元编程代码的性能。 更强大的功能: Hana 提供了丰 …

继续阅读“C++ Boost.Hana 库深度：现代 C++ 元编程的瑞士军刀”

发布于

C++ 编译期反射：使用模板元编程生成类型信息与成员访问器

哈喽，各位好！今天咱们来聊点儿 C++ 里面“骚操作”的东西——编译期反射。别害怕，听起来玄乎，其实就是利用 C++ 的模板元编程能力，在编译的时候“扒”出类型的信息，还能生成访问成员变量的“小帮手”。 一、啥是反射？凭啥要编译期？ 首先，得搞清楚反射是个啥玩意儿。简单来说，反射就是程序在运行时检查自身结构的能力，比如知道自己有哪些类，类里有哪些成员变量、成员函数等等。很多语言都有运行时反射，比如 Java、C#。 但 C++ 嘛，比较“硬核”，默认没有运行时反射。原因嘛，一方面是为了性能，运行时反射会带来额外的开销；另一方面，C++ 的设计哲学是尽量把能放到编译期做的事情，就放到编译期做，这样运行时效率更高。 所以，咱们今天要聊的编译期反射，就是利用 C++ 的模板元编程，在编译的时候“模拟”反射的功能。 为啥要用编译期反射？ 序列化/反序列化： 自动生成代码，把对象转换成字符串，或者从字符串还原成对象。 ORM（对象关系映射）： 自动把数据库里的数据映射成 C++ 对象。 GUI 框架： 自动绑定 UI 控件和对象的属性。 自动化测试： 自动生成测试用例。 代码生成： 根据类型信息 …

继续阅读“C++ 编译期反射：使用模板元编程生成类型信息与成员访问器”

发布于

C++ 表达式 SFINAE (Expression SFINAE) 深度：基于表达式有效性的模板选择

哈喽，各位好！今天咱们要聊聊 C++ 里一个挺酷炫的技巧，叫做“表达式 SFINAE”。这玩意儿听起来好像很高深，但其实没那么可怕，它就是利用表达式的有效性来做模板的选择。简单来说，就是让编译器在编译的时候根据某个表达式能不能通过编译来决定到底用哪个模板函数或者类。 SFINAE 是个啥？ 首先，咱们得搞清楚 SFINAE 是个啥玩意儿。SFINAE 全称是 "Substitution Failure Is Not An Error"，翻译过来就是“替换失败不是错误”。这可是 C++ 模板元编程的核心概念之一。 这句话的意思是说，当编译器在尝试用某些类型去替换模板参数，导致某个表达式编译失败时，编译器并不会直接报错，而是会悄悄地把这个模板从候选列表中移除。然后，编译器会尝试用其他的模板，直到找到一个合适的，或者候选列表为空，这时才会报错。 表达式 SFINAE：让表达式说话 表达式 SFINAE 就是利用了 SFINAE 的这个特性，让一个表达式的有效性来决定模板的选择。具体来说，我们会在模板的声明中使用一些技巧，让编译器在特定的情况下，因为某个表达式编译不过而把这 …

继续阅读“C++ 表达式 SFINAE (Expression SFINAE) 深度：基于表达式有效性的模板选择”

发布于

C++ Typelist 元编程高级：构建、转换和操作编译期类型列表

哈喽，各位好！今天我们要聊点硬核的——C++ Typelist 元编程。如果你觉得模板编程已经够复杂了，那么 Typelist 绝对能让你眼前一亮（或者眼前一黑，取决于你的心态）。别担心，我会尽量用人话把这个看似高深的技术讲明白。 什么是 Typelist？ 首先，我们要搞清楚 Typelist 是个什么玩意儿。简单来说，Typelist 就是一个编译期的类型列表。注意，是编译期！这意味着 Typelist 的内容在程序运行前就已经确定了，不能在运行时动态改变。 你可以把 Typelist 想象成一个静态数组，但这个数组的元素不是数字、字符串，而是类型。比如 int、double、std::string 等等。 为什么要用 Typelist？ 你可能会问，既然 Typelist 这么麻烦，只能在编译期使用，那它有什么用呢？答案是：Typelist 允许我们在编译期进行类型推导、类型转换、类型检查等操作，从而实现一些非常酷炫的功能，例如： 静态反射 (Static Reflection): 在编译期获取类型的信息，比如成员变量、成员函数等。 策略模式 (Policy-Based Desi …

继续阅读“C++ Typelist 元编程高级：构建、转换和操作编译期类型列表”