Dotaz: C++ ako na immutable štruktúry objekty?

[hermes]

Ahojte snažím sa v C++ zabrániť tomu aby mohol "vonkajší svet" meniť stav dátových štruktúr. Ale zároveň chcem aby sa niektoré propsy dali čítať.

U properties som teda použil private membery, ktoré nastavuje konštruktor a na tie ukazujú public const referencie. Tým vlastne napodobňujem readonly atribúty z vyšších programovacích jazykov.

Príklad:

struct Pixel
{
private:
	const float pX;
	const float pY;
	const RGBA128 pColour;
public:
	Pixel(
		const float x,
		const float y,
		const RGBA128 colour
	) :
		pX(x),
		pY(y),
		pColour(colour)
	{
	}
	const float X = pX;
	const float Y = pY;
	const RGBA128 Colour = pColour;
};

int main()
{
	auto pixel = Pixel{ 3840, 2160, RGBA128{ 245, 255, 255, 1 } };
	std::wcout << "pixel.X = " << pixel.X << std::endl;
	std::wcout << "pixel.Y = " << pixel.Y << std::endl;
	pixel.X = 555; // chyba
	return 0;
}

Lenže s referenciami sú problémy napríklad pri tom ak štruktúru prenesieme do iného procesu. Referecia stále ukazuje na rovnaké miesto v pamati, ale premenná medzitým zmenila svoju adresu, takže referencia po prenesení do iného procesu neukazuje na lokálnu premennú ale na hociaké random miesto, čo potom spôsobuje známy WTF efekt. Takže referencie sú pre mňa na tento účel out čím ich nahradiť?

1. MS má svoje propertialne

__declspec(property(get = get_prop)) int prop;

ktoré síce nie sú súčasťou C++ štandardu, ale podporuje ich okrem MSVC aj Clang (ak je pouzity prepinac -fdeclspec). Keďže fungujem na Clangu tak by som to použil, ale táto konštrukcia má radu obmedzení najhoršie je, že ak chcem mať prop public tak aj get_prop musia byť public. Čo potom zneprehľadňuje celý interface. Takže táto možnosť vypadáva. Rovnaké propertialne riešenie má aj C++ Builder od Embarcadera (__property) ale ten ja nepoužívam. Každopádne __property má o niečo menej obmedzení.

2. ďalšia možnosť je použiť templates a prekrývanie operátorov a naprogramovať si vlastnú implementáciu properties, ale to je za prvé pomalé a za druhé je to zbytočný overkill.

3. ďalšia možnosť by bola použiť keyword implicit http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2004/n1611.pdf ktorý umožňuje zavolať funkciu bez zátvoriek čím vlastne nasimulujeme get property. Žiaľ tento keyword nepodporuje žiadny prehliadač.

4. ďalšia možnosť by bola použiť get metódu, na štýl javy ale to mi príde neprirodzené:

- keď chcem čítať pozíciu na Xovej osi, tak si intuitívne vypýtam X a nie getX() - slovo get niečo prikazuje a príkazy imho do funkcionálneho programovania nepatria. - okrem toho to je to 5 znakov navyše ktoré zhoršujú čitateľnosť kódu

5. poznáte nejakú inú možnosť??? ako nasimulovať readonly atribút / property?

POZN: Nepýtajte sa prečo používam na pozíciu pixela floaty, mám to kôli výpočtom ale to je na teraz implementačný detail.

---

---

Odpovědi

[hermes]

OPRAVA: ďalšia možnosť by bola použiť keyword implicit http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2004/n1611.pdf ktorý umožňuje zavolať funkciu bez zátvoriek čím vlastne nasimulujeme get property. Žiaľ tento keyword nepodporuje žiadny PREKLADAČ.

[Ondra Holub]

Reference tam nemáš, chybí tam ampersand: const float& X = pX;

Jestli chápu správně, že ti vadí to, že reference i po vytvoření kopie instance odkazují na původní hodnoty, tak si prostě nadefinuj vlastní copy kontruktor tak, aby odkazovaly na správné hodnoty.

A obecně - jestli jsou ty member hodnoty const, tak je prostě udělej public a není co řešit, ne?

[MadCatX]

Něco takového?

#include <iostream>
#include <string>

template <typename T, bool>
struct PTypeGetter {};

template <typename T>
struct PTypeGetter<T, true> {
        using Type = typename std::decay<T>::type;
};

template <typename T>
struct PTypeGetter<T, false> {
        using Type = const typename std::decay<T>::type &;
};

template <typename T>
struct PType {
        using Type = typename PTypeGetter<T, std::is_fundamental<T>::value>::Type;
};
template <typename T>
using PType_t = typename PType<T>::Type;

#define CONST_PROPERTY(type, name) \
        private: \
        const type m_##name; \
        public: \
        PType_t<type> name () const { return m_##name; }

#define MUT_PROPERTY(type, name) \
        private: \
        type m_##name; \
        public: \
        PType_t<type> name () const { return m_##name; }

class A {
public:
        A(int x, std::string s) :
                m_x{x},
                m_s{std::move(s)},
                m_f(x * 3.3f)
        {
                std::cout << std::hex << &m_s << std::endl;
        }

        A & operator=(const A &other)
        {
                m_x = other.m_x;
                m_s = other.m_s;
                const_cast<float&>(m_f) = other.m_f;
                return *this;
        }

        MUT_PROPERTY(int, x)
        MUT_PROPERTY(std::string, s)
        CONST_PROPERTY(float, f)
};

int main()
{
        A a(5, "abc");
        auto b = a;

        std::cout << b.x() << " " << b.s() << " " << b.f() << std::endl;
}

Sice bys mohl všechny properties udělat jako public const proměnné ale ty se dají modifikovat <const_castem. Hodnoty vrácené z getterů jsou vůči tomu imunní.

[Kit]

Zakomponuj výstup dovnitř struktury jako metodu.

[.]

Odpověď je, že v C++ tomu absolutně nezabráníš nikdy. A komentář těch nesmyslů je *facepalm*.

[10minuteman]

Těmi "vyššími programovacími jazyky" očividně myslíš C#. No, názory se liší. :D První věc auto pixel = Pixel{ 3840, 2160, RGBA128{ 245, 255, 255, 1 } }; je nesmysl. Není to syntakticky špatně, ale je to nesmysl a nedělá to to, co si myslíš. Nedržíš nějakou referenci na objekt, ale vytváříš objekt a pak jej přiřadíš jinému objektu. V C++ správně je to Pixel pixel { 3840, 2160, RGBA128{ 245, 255, 255, 1 } }; Dále, žádné reference nepoužíváš. Nastavuješ private atributy podle konstruktoru a pak nastavuješ další, nesouvisející public atributy podle hodnot private atributů. Dále, reference jsou jenom jiná jména pro objekty. Jediný způsob, jak objekt přenést do jiného procesu, je jej zkopírovat (pochopitelně; jiný proces ma jiný stack, heap i data segment). Reference stále ukazuje na to samé, protože je to to samé. (V zásadě je to const pointer.) Otázka zní, o co konkrétně se snažíš? Otázka druhá zní, proč si to tolik komplikuješ? (Ano, C++ má pověst komplikovaného jazyka, ale tak 80 % problémů si způsobují uživatelé sami.) C# property jsou obyčenjé gettery, prostě si je pojmenuj jinak. Upřímně, v C++ to stačí takhle:

struct Pixel
{
    const float X;
    const float Y;
    const float RGBA128 Colour;
};

int main()
{
    const Pixel pixel { 3840, 2160, { 245, 255, 255, 1 }};
    std::wcout << "pixel.X = " << pixel.X << "\npixel.Y = " << pixel.Y << '\n';
    pixel.X = 555; // chyba
    return 0;
}

[ttttttttt]

První věc auto pixel = Pixel{ 3840, 2160, RGBA128{ 245, 255, 255, 1 } }; je nesmysl. Není to syntakticky špatně, ale je to nesmysl a nedělá to to, co si myslíš. Nedržíš nějakou referenci na objekt, ale vytváříš objekt a pak jej přiřadíš jinému objektu

auto pixel = Pixel{ 3840, 2160, RGBA128{ 245, 255, 255, 1 } }; zavolá konstruktor, ne copy assignment operátor, stejně jako Pixel pixel { 3840, 2160, RGBA128{ 245, 255, 255, 1 } }; . Ty zápisy jsou podle mě ekvivalentní.

#include <iostream>

class foo {
  int magic;

public:
  foo(int magic) : magic(magic) {
    std::cout << "constructor called" << std::endl;
  }

  foo &operator=(const foo &other) {
    std::cout << "assignment operator called" << std::endl;
    this->magic = other.magic;
    return *this;
  }
};

int main(int argc, char *argv[]) {
  auto bar = foo{42};
  return 0;
}

$ ./a.out
constructor called

[10minuteman]

Ano, překladač tohle může udělat, ale je to optimalizace. Osobně bych netvrdil, že jsou ekvivalentní, ale asi je to věc názoru.

Je pravda, že třeba Herb Sutter podobnou syntaxi dříve prosazoval jako způsob, jak zabránit neinicializovaným proměnným (s auto musíte vždy inicializovat).

[ttttttttt]

Ano, překladač tohle může udělat, ale je to optimalizace.

Ne, tohle rozhodně nemůže překladač udělat jako optimalizaci. Některé věci jsou ve specifikaci jako implementation dependent, ale tohle ne.

Osobně bych netvrdil, že jsou ekvivalentní, ale asi je to věc názoru.

Buď je ve speficikaci, že to je totéž, nebo ne.

Přečti si třeba na http://www.cplusplus.com/doc/tutorial/classes/#uniform_initialization, jsou to jen různé zápisy konstruktoru. A říkají, že je víceméně jedno, kterou použít:

The choice of syntax to call constructors is largely a matter of style. Most existing code currently uses functional form, and some newer style guides suggest to choose uniform initialization over the others, even though it also has its potential pitfalls for its preference of initializer_list as its type.

[10minuteman]

Máš pravdu, chová se to tak, jak říkáš.

Ty čtyři varianty inicializace samozřejmě znám, ale považoval jsem za rozdílné

auto pixel = { 3840, 2160, RGBA128{ 245, 255, 255, 1 } }; 

a

auto pixel = Pixel{ 3840, 2160, RGBA128{ 245, 255, 255, 1 } };

Něco ve smyslu tohoto.

Každopádně si nemyslím, že je to dobrá syntax.

[10minuteman]

oprava, mělo tam být

Pixel pixel = { 3840, 2160, RGBA128{ 245, 255, 255, 1 } };

nikoli

auto pixel = { 3840, 2160, RGBA128{ 245, 255, 255, 1 } };