Нульарные

Нулевые (нульарные) метафункции – метафункции не принимающие аргументы. Является любым типом, может быть простым классом или специализацией шаблона класса, которая предоставляет нам вложенный элемент «::type/::value». Например, add_const <int> - нульарная метафункция, которая всегда возвращает один и тот же результат: const int.

struct always_int

{

typedef int type;

};

Нулевые (нульарные) метафункции – любая метафункциональная специализация для конкретного типа, с общедоступным элементом «::type/::value», например: remove_pointer <char*>.

Рассмотрим следующую нульарную метафункцию:

struct always_int

{

typedef int type;

};

Несмотря на то, что практически все действия нульарных метафункций можно выразить посредством лямбда выражений, их использование инода имеет смысл:

struct add_pointer_f

{

template <class T>

struct apply : boost::add_pointer<T> {};

};

typedef mpl::vector<int, char*, double&> seq;

typedef mpl::transform<seq, boost::add_pointer<_>> calc_ptr_seq;

calc_ptr_seq - нульарная метафункция, так как есть вложенный «::type», который можно использовать не приводя к инстанцированию конкретных шаблонов.

Метафункции могут вызываться «лениво», а не сразу в момент получения аргументов. Используя такой прием, можно ускорить время компиляции, т.к. не будут делаться лишние действия (дополнительные инстанцирования). Также можно избежать искажения структуры программы выполняя недействительные вычисления.

Метрический анализ (Анализ размерностей)

Первое правило выполнения физических вычислений на бумаге состоит в том, что числами манипулируют не изолировано, но числа могут описывать сущности, которые не должны соединяться в одном выражении.

Цель: организация среды контроля типов и велечин, что позволит фиксировать ошибки в формулах при соединении величин, которые соединять нельзя прежде, чем они вызовут серьёзные проблемы в реальном мире.

Предотвращение взаимодействия величин с различными размерностями - не трудно; мы могли бы просто выражать размерности как классы, которые в состоянии взаимодействовать с классами эквивалентной размерности (быть такого же типа). Но различные размерности могут быть объединены, через умножение или разделение, чтобы произвести произвольно сложные новые размерности, надежная реализация такой возможности силами конкретных классов затруднительна.

Например, возьмем закон Ньютона, который связывает силу с массой и ускорением:

F = m*a;

Так как у массы и ускорения различные размерности, размерности силы должны быть комбинацией этих размерностей. А размерности ускорения является составным объектом, изменения скорости за период времени (производная скорости):

dv/dt;

При этом, скорость - изменение преодолеваеомго расстояня (l) за период времени (t):

(l/t)/t = l/t²;

Т.о. ускорение измеряеся в «метрах квадратных», из этого следует, что размерности силы должны быть:

F = m*(l/t²);

а сила обычно измеряется в кг (m/s²). Умножая величину массы и ускорения, мы умножаем их размерности - размерный анализ.

Реализуем ряд правил для системы типов C++. Джон Бартон и Ли Нэкмен первыми показазали, как сделать это в их оригинальной книге, Научный и Технический C++. Выразим их подход посредством метапрограммирования.