c++ - videos - Borrar tipo borrar, ¿alguna pregunta?

webingles leccion 95

Question

Entonces, supongamos que quiero escribir borrado usando el borrado de texto.

Puedo crear pseudo-métodos para variantes que permiten un natural:

pseudo_method print = [](auto&& self, auto&& os){ os << self; };

std::variant<A,B,C> var = // create a variant of type A B or C

(var->*print)(std::cout); // print it out without knowing what it is

Mi pregunta es, ¿cómo extiendo esto a un std::any ?

No se puede hacer "en bruto". Pero en el punto donde asignamos / construimos un std::any tenemos la información de tipo que necesitamos.

Entonces, en teoría, un any aumentado:

template<class...OperationsToTypeErase>
struct super_any {
  std::any data;
  // or some transformation of OperationsToTypeErase?
  std::tuple<OperationsToTypeErase...> operations;
  // ?? what for ctor/assign/etc?
};

de alguna manera podría volver a enlazar automáticamente algún código de modo que el tipo de sintaxis anterior funcionaría.

Idealmente, sería tan breve como el caso de la variante.

template<class...Ops, class Op,
  // SFINAE filter that an op matches:
  std::enable_if_t< std::disjunction< std::is_same<Ops, Op>... >{}, int>* =nullptr
>
decltype(auto) operator->*( super_any<Ops...>& a, any_method<Op> ) {
  return std::get<Op>(a.operations)(a.data);
}

Ahora, ¿puedo mantener esto en un tipo , pero usar razonablemente la sintaxis lambda para simplificar las cosas?

Idealmente quiero:

any_method<void(std::ostream&)> print =
  [](auto&& self, auto&& os){ os << self; };

using printable_any = make_super_any<&print>;

printable_any bob = 7; // sets up the printing data attached to the any

int main() {
  (bob->*print)(std::cout); // prints 7
  bob = 3.14159;
  (bob->*print)(std::cout); // prints 3.14159
}

o sintaxis similar. ¿Es esto imposible? Inviable? ¿Fácil?

Answer 1

Aquí está mi solución. Parece más corto que el de Yakk, y no usa std::aligned_storage y ubicación nueva. Además, admite los functores con estado y locales (lo que implica que tal vez nunca sea posible escribir super_any<&print> , ya que print podría ser una variable local).

any_method:

template<class F, class Sig> struct any_method;

template<class F, class Ret, class... Args> struct any_method<F,Ret(Args...)> {
  F f;
  template<class T>
  static Ret invoker(any_method& self, boost::any& data, Args... args) {
    return self.f(boost::any_cast<T&>(data), std::forward<Args>(args)...);
  }
  using invoker_type = Ret (any_method&, boost::any&, Args...);
};

make_any_method:

template<class Sig, class F>
any_method<std::decay_t<F>,Sig> make_any_method(F&& f) {
  return { std::forward<F>(f) };
}

super_any:

template<class...OperationsToTypeErase>
struct super_any {
  boost::any data;
  std::tuple<typename OperationsToTypeErase::invoker_type*...> operations = {};

  template<class T, class ContainedType = std::decay_t<T>>
  super_any(T&& t)
    : data(std::forward<T>(t))
    , operations((OperationsToTypeErase::template invoker<ContainedType>)...)
  {}

  template<class T, class ContainedType = std::decay_t<T>>
  super_any& operator=(T&& t) {
    data = std::forward<T>(t);
    operations = { (OperationsToTypeErase::template invoker<ContainedType>)... };
    return *this;
  }
};

operador -> *:

template<class...Ops, class F, class Sig,
  // SFINAE filter that an op matches:
  std::enable_if_t< std::disjunction< std::is_same<Ops, any_method<F,Sig>>... >{}, int> = 0
>
auto operator->*( super_any<Ops...>& a, any_method<F,Sig> f) {
  auto fptr = std::get<typename any_method<F,Sig>::invoker_type*>(a.operations);
  return [fptr,f, &a](auto&&... args) mutable {
    return fptr(f, a.data, std::forward<decltype(args)>(args)...);
  };
}

Uso:

#include <iostream>
auto print = make_any_method<void(std::ostream&)>(
  [](auto&& self, auto&& os){ os << self; }
);

using printable_any = super_any<decltype(print)>;

printable_any bob = 7; // sets up the printing data attached to the any

int main() {
  (bob->*print)(std::cout); // prints 7
  bob = 3.14159;
  (bob->*print)(std::cout); // prints 3.14159
}

Live

Answer 2

Esta es una solución que usa C ++ 14 y boost::any , ya que no tengo un compilador de C ++ 17.

La sintaxis con la que terminamos es:

const auto print =
  make_any_method<void(std::ostream&)>([](auto&& p, std::ostream& t){ t << p << "/n"; });

super_any<decltype(print)> a = 7;

(a->*print)(std::cout);

lo cual es casi óptimo Con lo que creo que son simples cambios en C ++ 17, debería verse así:

constexpr any_method<void(std::ostream&)> print =
  [](auto&& p, std::ostream& t){ t << p << "/n"; };

super_any<&print> a = 7;

(a->*print)(std::cout);

En C ++ 17, mejoraría esto tomando un auto*... de punteros a any_method lugar del ruido de decltype .

Heredar públicamente de any es un poco arriesgado, ya que si alguien quita el any de la parte superior y lo modifica, la tuple de any_method_data estará desactualizada. Probablemente deberíamos imitar toda la interfaz en lugar de heredarla públicamente.

@dyp escribió una prueba de concepto en comentarios al OP. Esto se basa en su trabajo, limpiado con semántica de valor (robado de boost::any ) agregado. La solución basada en el puntero de @ cpplearner se usó para acortarla (¡gracias!), y luego agregué la optimización vtable además de eso.

Primero usamos una etiqueta para pasar los tipos:

template<class T>struct tag_t{constexpr tag_t(){};};
template<class T>constexpr tag_t<T> tag{};

Esta clase de rasgo obtiene la firma almacenada con un any_method :

Esto crea un tipo de puntero de función y una fábrica para dichos punteros de función, dado un any_method :

template<class any_method, class Sig=any_sig_from_method<any_method>>
struct any_method_function;

template<class any_method, class R, class...Args>
struct any_method_function<any_method, R(Args...)>
{
  using type = R(*)(boost::any&, any_method const*, Args...);
  template<class T>
  type operator()( tag_t<T> )const{
    return [](boost::any& self, any_method const* method, Args...args) {
      return (*method)( boost::any_cast<T&>(self), decltype(args)(args)... );
    };
  }
};

Ahora no queremos almacenar un puntero de función por operación en nuestro super_any . Entonces agrupamos los punteros de función en una tabla vtable:

template<class...any_methods>
using any_method_tuple = std::tuple< typename any_method_function<any_methods>::type... >;

template<class...any_methods, class T>
any_method_tuple<any_methods...> make_vtable( tag_t<T> ) {
  return std::make_tuple(
    any_method_function<any_methods>{}(tag<T>)...
  );
}

template<class...methods>
struct any_methods {
private:
  any_method_tuple<methods...> const* vtable = 0;
  template<class T>
  static any_method_tuple<methods...> const* get_vtable( tag_t<T> ) {
    static const auto table = make_vtable<methods...>(tag<T>);
    return &table;
  }
public:
  any_methods() = default;
  template<class T>
  any_methods( tag_t<T> ): vtable(get_vtable(tag<T>)) {}
  any_methods& operator=(any_methods const&)=default;
  template<class T>
  void change_type( tag_t<T> ={} ) { vtable = get_vtable(tag<T>); }

  template<class any_method>
  auto get_invoker( tag_t<any_method> ={} ) const {
    return std::get<typename any_method_function<any_method>::type>( *vtable );
  }
};

podríamos especializar esto para casos en los que vtable es pequeño (por ejemplo, 1 elemento) y usar punteros directos almacenados en clase en esos casos para mayor eficiencia.

Ahora comenzamos el super_any . Uso super_any_t para hacer la declaración de super_any un poco más fácil.

template<class...methods>
struct super_any_t;

Esto busca los métodos que el super any admite para SFINAE:

template<class super_any, class method>
struct super_method_applies : std::false_type {};

template<class M0, class...Methods, class method>
struct super_method_applies<super_any_t<M0, Methods...>, method> :
    std::integral_constant<bool, std::is_same<M0, method>{}  || super_method_applies<super_any_t<Methods...>, method>{}>
{};

Este es el puntero de pseudo-método, como print , que creamos globalmente y const .

Almacenamos el objeto con el que construimos esto dentro del any_method . Tenga en cuenta que si lo construye con un objeto que no sea lambda, las cosas pueden ponerse difíciles, ya que el tipo de este any_method usa como parte del mecanismo de envío.

template<class Sig, class F>
struct any_method {
  using signature=Sig;

private:
  F f;
public:

  template<class Any,
    // SFINAE testing that one of the Anys''s matches this type:
    std::enable_if_t< super_method_applies< std::decay_t<Any>, any_method >{}, int>* =nullptr
  >
  friend auto operator->*( Any&& self, any_method const& m ) {
    // we don''t use the value of the any_method, because each any_method has
    // a unique type (!) and we check that one of the auto*''s in the super_any
    // already has a pointer to us.  We then dispatch to the corresponding
    // any_method_data...

    return [&self, invoke = self.get_invoker(tag<any_method>), m](auto&&...args)->decltype(auto)
    {
      return invoke( decltype(self)(self), &m, decltype(args)(args)... );
    };
  }
  any_method( F fin ):f(std::move(fin)) {}

  template<class...Args>
  decltype(auto) operator()(Args&&...args)const {
    return f(std::forward<Args>(args)...);
  }
};

Un método de fábrica, no necesario en C ++ 17, creo:

template<class Sig, class F>
any_method<Sig, std::decay_t<F>>
make_any_method( F&& f ) {
    return {std::forward<F>(f)};
}

Este es el aumentado any . Es a la vez un any , y lleva consigo un conjunto de punteros de función de borrado de tipo que cambian cada vez que el contenido contiene:

template<class... methods>
struct super_any_t:boost::any, any_methods<methods...> {
private:
  template<class T>
  T* get() { return boost::any_cast<T*>(this); }

public:
  template<class T,
    std::enable_if_t< !std::is_same<std::decay_t<T>, super_any_t>{}, int>* =nullptr
  >
  super_any_t( T&& t ):
    boost::any( std::forward<T>(t) )
  {
    using dT=std::decay_t<T>;
    this->change_type( tag<dT> );
  }

  super_any_t()=default;
  super_any_t(super_any_t&&)=default;
  super_any_t(super_any_t const&)=default;
  super_any_t& operator=(super_any_t&&)=default;
  super_any_t& operator=(super_any_t const&)=default;

  template<class T,
    std::enable_if_t< !std::is_same<std::decay_t<T>, super_any_t>{}, int>* =nullptr
  >
  super_any_t& operator=( T&& t ) {
    ((boost::any&)*this) = std::forward<T>(t);
    using dT=std::decay_t<T>;
    this->change_type( tag<dT> );
    return *this;
  }  
};

Debido a que almacenamos any_method s como objetos const , esto hace que super_any un poco más fácil:

template<class...Ts>
using super_any = super_any_t< std::remove_const_t<std::remove_reference_t<Ts>>... >;

Código de prueba:

const auto print = make_any_method<void(std::ostream&)>([](auto&& p, std::ostream& t){ t << p << "/n"; });
const auto wprint = make_any_method<void(std::wostream&)>([](auto&& p, std::wostream& os ){ os << p << L"/n"; });

const auto wont_work = make_any_method<void(std::ostream&)>([](auto&& p, std::ostream& t){ t << p << "/n"; });

struct X {};
int main()
{
  super_any<decltype(print), decltype(wprint)> a = 7;
  super_any<decltype(print), decltype(wprint)> a2 = 7;

  (a->*print)(std::cout);

  (a->*wprint)(std::wcout);

  // (a->*wont_work)(std::cout);

  double d = 4.2;
  a = d;

  (a->*print)(std::cout);
  (a->*wprint)(std::wcout);

  (a2->*print)(std::cout);
  (a2->*wprint)(std::wcout);

  // a = X{}; // generates an error if you try to store a non-printable
}

ejemplo en vivo

El mensaje de error cuando intento almacenar una struct X{}; no imprimible struct X{}; dentro del super_any parece razonable al menos en el super_any :

main.cpp:150:87: error: invalid operands to binary expression (''std::ostream'' (aka ''basic_ostream<char>'') and ''X'')
const auto x0 = make_any_method<void(std::ostream&)>([](auto&& p, std::ostream& t){ t << p << "/n"; });

Esto sucede en el momento en que intenta asignar la X{} a super_any<decltype(x0)> .

La estructura de any_method es suficientemente compatible con el pseudo_method que actúa de manera similar en las variantes que probablemente puedan fusionarse.

Utilicé una vtable manual aquí para mantener la sobrecarga de borrado de tipo en 1 puntero por super_any . Esto agrega un costo de redireccionamiento a cada llamada a any_method. Podríamos almacenar los punteros directamente en super_any muy fácilmente, y no sería difícil hacer que ese parámetro sea super_any . En cualquier caso, en el caso del método 1 borrado, deberíamos almacenarlo directamente.

Dos any_method diferentes del mismo tipo (digamos, ambos que contienen un puntero de función) generan el mismo tipo de super_any . Esto causa problemas en la búsqueda.

Distinguir entre ellos es un poco complicado. Si cambiamos el super_any para tomar auto* any_method , podríamos agrupar todos los any_method tipo idéntico any_method en la tupla vtable, luego hacer una búsqueda lineal de un puntero coincidente si hay más de 1. La búsqueda lineal debe optimizarse lejos por el compilador a menos que esté haciendo algo loco como pasar una referencia o un puntero al any_method particular que estamos usando.

Sin embargo, eso parece estar fuera del alcance de esta respuesta; La existencia de esa mejora es suficiente por ahora.

Además, se puede agregar un ->* que toma un puntero (¡o incluso una referencia!) En el lado izquierdo, permitiéndole detectar esto y pasarlo también a la lambda. Esto puede hacer que sea realmente un "método cualquiera", ya que funciona en variantes, super_anys y punteros con ese método.

Con un poco de if constexpr funciona, la lambda puede ramificarse al hacer una llamada ADL o de método en todos los casos.

Esto debería darnos:

(7->*print)(std::cout);

((super_any<&print>)(7)->*print)(std::cout); // C++17 version of above syntax

((std::variant<int, double>{7})->*print)(std::cout);

int* ptr = new int(7);
(ptr->*print)(std::cout);

(std::make_unique<int>(7)->*print)(std::cout);
(std::make_shared<int>(7)->*print)(std::cout);

con any_method simplemente "haciendo lo correcto" (que está alimentando el valor a std::cout << ).