Dotaz: C++ ako na šablóny?

[Naples]

Dobrý deň. Na úvod len spomeniem, že s templatami v C++ nemám žiadne skúsenosti, takže som si musel pomôcť googlením. Vyzerá to trošku ako generiká, akurát tie možnosti templatov sú úplne inde.

Potreboval by som si spraviť šablónu, ktorá povoluje ako "generický" parameter len stringové typy. Teda všetky typy ktoré sú odvodené od std::basic_string (napr. std::string, std::wstring, std::u8string, ...)

Tu je trait (ktorý som si vygooglil):

#include <type_traits> 

template<class T>
struct is_basic_string : std::false_type{};

template<class Ch, class Tr, class Al>
struct is_basic_string<std::basic_string<Ch, Tr, Al>> : std::true_type{};

Mám takúto šablónu, ktorá konvertuje nejaký kontainer znakov na stringy:

template<typename T = std::string>
T toString(const binaries& bins)
{
      static_assert(is_basic_string<T>::value, __FUNCTION__ "<T>: The parameter T can only be derived from std::basic_string");
      return T(bins.begin(), bins.end());
}

prvý riadok tela funkcie je kontrola či má parameter srpávny typ (či je odvodený od basic_string, inak povedané či je parameter jeden zo stringových typov). V opačnom prípade prekladač vyhodí chybu. Chybová hláška obsahuje makro __FUNCTION__ zobrazujúce názov aktálnej funkcie. Mno, ale keďže ten prvý riadok, ktorý kontroluje typ string sa mi bude hodiť aj inde (všade kde potrebujem overiť či template parameter je string) rozhodol som sa že z neho urobím tiež trait. Takže upravený kód vyuzerá takto:

template<typename T>
struct ensure_is_basic_string
{
	static_assert(is_basic_string<T>::value, "<T>: The parameter T can only be derived from std::basic_string");
};

template<typename T = std::string>
static T toString(const binaries& bins)
{
	ensure_is_basic_string<T>;
	return T(bins.begin(), bins.end());
}

Asi ste si všimli, že mi tam chýba makro __FUNCTION__ vracajúce názov aktuálnej funkcie, keďže sme kód premiestnili do traitu. Otázka je akým spôsobom tam mám vložiť názov aktuálnej funkcie? Pridať stringový parameter?

---

---

Odpovědi

[MadCatX]

Ten struct nahraď makrem a máš vyřešeno. __FUNCTION__ se ve static_assertu stejně použít nedá, protože to není znakový literál. Kompilátor ti řekne přesně, kde překlad selhal, takže informaci o aktuální funkci v té chybové hlášce není potřebná.

[Naples]

Ďakujem toto ma ani nenapadlo. A nepoznáš ešte nejaký iný spôsob? Lebo v tomto prípade to prerobím na makro, ale pre niektoré use cases sa makro nehodí.

[MadCatX]

A kdy nemůžeš ten static_assert obalit makrem?

[Naples]

Popravde neviem. Možno taký prípad nemôže nastať. V C++ som začiatočník a zatiaľ nepoznám potenciál ani šablón, ani makier a už vôbec ich kombinácií, akurát vidím, že je to mocná zbraň.

Z teórie viem že šablóny majú výhodu v tom, že sú typovo bezpečné, pretože ich overuje priamo prekladač C++, naproti tomu s makrami pracuje preprocessor, ktorý "nepozná" C++ typy. A keďže sa učím C++ (a v čistom C som nikdy neprogramoval) snažil som sa doteraz prefereovať (nové) C++ konštrukcie. Ale vďaka Vášmu tipu vidím, že môžu nastať prípady, kedy je vhodné použiť makro, alebo kombináciu šablón a makier. "Funkcionálne" makro som dnes definoval vôbec prvý krát.

Ale keď už sme pri šablónach, mal by som ešte jednu otázku. Neviem či mi ju budete vedieť zodpovedať, ale aspoň skúsim:

mám definované 2 typové aliasy. Jeden je na ukladanie binárnych dát. A druhý je niečo podobné akurát pracuje s multibyteovým charom (do toho prvého sa dá uložiť všetko, druhý je len taký helper):

typedef std::vector<unsigned char> binaries;
typedef std::vector<wchar_t> wbinaries;

a k tomu mám template:

template<typename T>
static std::vector<T> toQuoted(const std::vector<T>& v)
{
      //nejaký kód
      return bins;
}

Tento template podporuje hociaký vector. Lenže ja by som rád typy na vstupe obmedzil len na 2 typy a to binaries a wbinaries. Neskôr možno pridám aj ďaľšie. Napadlo ma testovať to zatiaľ takto:

template<typename T>
static std::vector<T> toQuoted(const std::vector<T>& v)
{
      static_assert(std::is_same_v(T, unsigned char) || std::is_same_v(T, wchar_t), __FUNCTION__ ": The parameter was expected to have type binaries or wbinaries");
      ...
      return bins;
}

Lenže to sa mi vôbec nepáči, lebo ja už mám hotové makro, ktoré netestuje parameter vektoru, ale priamo celý typový alias aj s parametrom.

#define requires_binaries(T) \
      static_assert(std::is_same_v(T, binaries) || std::is_same_v(T, wbinaries), __FUNCTION__ ": The parameter was expected to have type binaries or wbinaries");

A použiť som ho chcel takto:

template<typename T>
static std::vector<T> toQuoted(const std::vector<T>& v)
{
      requires_binaries(std::vector<T>)
      ...
      return bins;
}

Akurát std::is_same_v si s vektorom neporadí a akceptuje len std::is_same_v<T, binaries> ale už nie std::is_same_v<std::vector<T>, binaries>

Prekladač: 'std::is_same_v': use of a variable template requires template argument list

Nepoznáte spôsob ako odtestovať "celý" typ aj s generickým parametrom?

[MadCatX]

Pokud máš funkci, která má pracovat jen s dvěma konkrétními datovými typy, neřešil bych to šablonami ale specializací těch funkcí. Šablony se používají v situacích, kdy je rozsah typů, se kterými může nějaký kus kódu pracovat dost široký a nanejvýš chceš vyloučit pár případů.

Ta tvoje situace by se dala šablonami jakž-takž vyřešit třeba takto:

#include <list>
#include <vector>

template <typename T>
struct assert_vector_type {
        template <typename V> static const bool value = std::is_same<V, void>::value;
};

template <typename T, typename U>
struct assert_vector_type<std::vector<T, U>> {
        template <typename V> static const bool value = std::is_same<T, V>::value;
};

#define assert_is_binaries(v) \
        static_assert(assert_vector_type<std::decay_t<decltype(v)>>::template value<wchar_t> || \
                      assert_vector_type<std::decay_t<decltype(v)>>::template value<unsigned char>, \
                      "Type mismatch");

template <template <typename...> class T, typename ...Args>
T<Args...> toQuoted(const T<Args...>& v)
{
        assert_is_binaries(v);
        return T<Args...>();
}

int main()
{
        std::list<unsigned char> l;
        std::vector<int> a;
        std::vector<unsigned char> b;
        std::vector<wchar_t> c;

        //toQuoted(a);
        toQuoted(b);
        toQuoted(c);
        //toQuoted(l);

        return 0;
}

ale je to dost ujeté a prakticky by to tak nejspíš nikdo nedělal.

[Naples]

Ak by to bola nejaká malá funkcia tak máte pravdu. Ale už tu by som mal 2 rovnaké funcie, ktoré by sa líšili len v tom, že by pracovali s iným typom a každú malú zmenu by som musel editovať 2x. A porušoval by som tým princíp dry.

Ale poďme ďalej. Ak tých funkcií budem mať v libke 20 tak každú budem musieť spraviť 2x? To je potom copy-paste programovanie. A keby som chcel pridať tretí typ tak (napr. v C++ 20 pribudla podpora UTF-8):

//nahrada za std::u8string ktorá môže obsahovať všetky znaky (vrátane '\0')
typedef std::vector<char8_t> u8binaries;

Tak by som musel robiť 20x copy paste pre wbinaries a 20x pre u8binaries. Ja sa snažím minimalizovať kopírovanie rovnakého kódu (v prípade že to má zmysel).

A ten Váš príklad idem vyskúšať, ďakujem Vám :)

[MadCatX]

V takovém případě úplně stačí kontrola toho šablonového typu. U funkce jako

template <typename T>
std::vector<T> f(const std::vector<T> &v) {
    static_assert(std::is_same_v<T, char> || std::is_same_v<T, wchar_t>, "Type mismatch");

    return ret;
}

je kontrola na celý std::vector<T> zbytečná, protože nic jiného než std::vector tam stejně nepředáš. Pokud máš funkci, která dostává a vrací ten samý kontejner, zvážil bych použití std::transform.

[Naples]

Hej to je jedna z možností ktorú som spomenul v príklade v príspevku "včera 01:52" lenže má to nevýhodu že sa nemôžem dotazovať na konkrétny typ ale na jeho parameter a keď mám makro ktoré testuje celý typ tak musím mať aj iné makro ktoré testuje ten parameter.

[MadCatX]

To jo, ale pokud do funkce předáváš parametr typu std::vector<T>, proč je potřeba testovat, že předaný parametr je typu std::vector<T>, když do té funkce nic jiného předat nelze? Test na parametr T je naprosto dostačující a funkční.

[10minuteman]

"Otázka je akým spôsobom tam mám vložiť názov aktuálnej funkcie?"

Pokud mas dostatecne moderni compiler, muzes zkusit pouzit source_location header.

[Ondra Holub]

Třeba nějak takto:

template< typename CH, typename TRAITS, typename ALLOC>
void moje_funkce(std::basic_string< CH, TRAITS, ALLOC>& prm)
{
}

Nebo případně:

template< typename ARGS...>
void moje_funkce(std::basic_string< ARGS...>& prm)
{
}

[Franta]

Proč to dělat jednoduše, když to jde složitě s použitím miliónu traitů, že? To je dnešní mentalita... Zasloužíte si pochvalu za jednoduché řešení.

[MadCatX]

To jistě, až na to, že tazatel se ptal na něco docela jiného.