C++-Metaprogrammierung: eine Einführung in die Präprozessor- und Template-Metaprogrammierung
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Berlin ; Heidelberg
Springer Vieweg
[2016]
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INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG.
1
1.1 ZIEL UND ZWECK DES BUCHES
.
2
1.2
VERGLEICH ZUR CODEGENERIERUNG AUSSERHALB VON
C++. 2
1.3 SYNTAX DER VERWENDETEN
BEISPIE^^. 3
LITERATUR.
8
TEIL I GRUNDLAGEN
2
C-PRAEPROZESSOR.
11
2.1 EINBINDEN VON
DATEIINHALTEN.
12
2.2 EINFACHE M
AKROS.
12
2.3 MAKROS MIT
PARAMETERN.
13
2.4 MEHRZEILIGE M
AKROS.
15
2.5 U M W AE LU N G UND BEARBEITUNG VON ZEICHEEETTEN. . . . . . . . . . .
. . . . 16
2.6 BEDINGTE ERSETZUNG
.
17
2.7 ITERATIONEN MIT M
AKROS.
18
2.7.1 EINFACHE HORIZONTALE
ITERATIONEN. 18
2.7.2 ITERATIONEN MIT IN C LU D E
.
20
2.8 VARIADISCHE
MAKROS.
21
2.8.1 E IN FU K N G IN VARIADISCHE M * S
.
21
2.8.2 BESTIMMUNG DER ANZAHL DER ****** ARGUMENTE. . . . . . . . 23
2.8.3 ITERATIONEN MIT VARIADISCHEN ARGUMENTEN. . . . . . . . . . . . .
. 27
2.8.4 LEERE PARAMETER
IDENTIFIZIEREN. 29
2.9 R ECK EN MIT M * P A R A M E TE R N
. 30
2.9.1 B ASISM E OS ZUM IE M E N TIE R E N UND DEHEM ENTIEREN. . . . . 30
2.9.2 ADDITION UND
SUBTRAKTION.
32
2.9.3 MULTIPLIKATION UND
DIVISION. 34
2.9.4 BESTIMMUNG VON PRIMZAHLEN MIT M A H O S
.
36
2.10 COMPILER-DIREKTIVEN
.
39
LITERATUR.
40
3 TEM
PLATES.
41
3.1
FUNKTIONSTEMPLATES.
42
3.1.1 D EKL^ATION
.
42
3.1.2
NICHTTYP-PARAMETER.
44
3.1.3 REIHENFOLGE DER TEMPLATEARGUMENTE
.
45
3.1.4 UEBERLADUNG VON
FUNKTIONSTEMPLATES. 45
3.1.5 V OLLSTAENDIGESPEZIALISIERUNGVONFUNKTIONSTEM PLATES. 47
3.1.6 REKURSIVER AUFRUF VON FUNKTIONSTEMPLATES. . . . . . . . . . . . .
48
3.1.7 INDIREKTE P R E L L E SPEZIALISE^
. 54
3.2 KLASSENTEMPLATES
.
58
3.2.1
DEKLARATION.
58
3.2.2
NICHTTYP-PARAMETER.
59
3.2.3 S TANDDW ERTE FUER
TEMPLATEARGUMENTE. 60
3.2.4 VOLLSTAENDIGE SPEZIALISIERUNG VON OEASSENTEMPLATES. . . . . . . 61
3.2.5 PARTIELLE SPEZIALISIERUNG VON KLASSENTEMPLATES. . . . . . . . . .
61
3.2.6 REKURSIVER AUFRUF VON KLASSENTEMPLATES
.
63
3.2.7 D IEV E^N D U N G V O N E N U M ERATO REN
. 64
3.2.8 STATISCHELF-BEDINGUNG UND SW 65
3.2.9
DERTHIS-ZEIGER.
69
3.3 TEMPLATE TEMPLATE *ARAM ETER
.
70
3.4 STRINGS ALS ARGUMENTE FUER T E M P LA TE P A N E TE R
.
74
3.5 VARIADISCHE TEMPLATES IN C++11
. 76
3.5.1
DEKLARATION.
76
3.5.2 VARIADISCHE
FUNKTIONSTEMPLATES. 77
3.5.3 VARIADISCHE KLASSENTEMPLATES
.
78
3.5.4 METAPROGRAMMIERUNG MIT VARIADISCHEN TEMPLATES. . . . . . . . 81
3.6 DAS SCHLUESSELWORT CONSTEXPR AB
C++
1
.
85
LITERATUR.
87
4 ERWEITERTE M ETAPROGRAM M
IERUNG.
89
4.1 T
YPISTEN.
89
4.1.1 DEFINITION VON
TYPLISTEN.
89
4.1.2 ARBEITEN MIT
TYPLISTEN.
93
4.2
TYPE-TRAITS.
97
4.3 SFINAE. 105
4.3.1 DAS SFINAE-PRINZIP
.
105
4.3.2
DERSIZEOF-TRICK.
107
4.3.3 GRUPPIERUNG VON UEBERLADENEN MEMBERFUEIONEN. . . . . . . . 113
4.3.4 TESTEN AUF
SOFTWARE-UPDATES.
115
4.4 WEITERE TRAITS MIT
SIZEOF.
118
4.5 ASSERTION ZUR
KOMPILATIONSZEIT.
119
4.6 UMGEHEN VON TIEFEN
REKURSIONEN.
123
4.7 NEUE METAFUNKTIONEN DER STL IN C++11 (TYPE-TRAITS). . . . . . . . .
. . 126
LITERATUR.
131
TEIL * TECHMKEN UND ANWENDUNGSFAELLE
5 SICHERE SCHNITTSTELLEN (INTERFACES)
.
135
5.1 P IM E TE *RU FU N G ZUR
KOMPILATIONSZEIT. 135
5.1.1 PRUEFEN VON NICHTTYP-TEMPLATEPIMETEM. . . . . . . . . . . . . .
135
5.1.2 PRUEFEN VON
TYP-PARAMETEM.
141
5.2
KONFIGURATIONSTEMPLATES.
144
5.2.1 KONFIGURATION VARIABLER TYPEN
.
145
5.2.2 KONFIGURATION VON VERAENDERLICHEN SCKITTSTELLEN. . . . . . . . .
146
5.2.3 GENERIERUNG VON FABRIKKLASSEN
.
148
LITERATUR.
155
6 C +I-M ETAPROGRAM M IERUNG FUER S TRU K TU REN
. 157
6.1 E IN FU K N D ES BEISPIEL ZUR GENERIERUNG VON STRUKTUREN. . . . . .
. . . . . 157
6.2 GENERIEREN VON STRUKTUREN MIT
MAKROS. 158
6.2.1 GENERIERUNG VON EINFACHEN STRUKTUREN
.
158
6.2.2 ER
*
EITERTE STATISCHE FUNKTIONEN
.
161
6.2.3 VEREINFACHUNGEN MIT VARIADISCHEN MABOS. . . . . . . . . . . . . .
164
6.3 EINSATZVON TYPLISTEN. ._ . 164
6.3.1 ANLEGEN DER TYPLISTE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 164
6.3.2 GENERIERUNG VON STRUKTUREN MITTELS TYPLISTEN . . 166
6.3.3 KONVERTIEREN VON TYPLISTEN
.
167
6.4 VERWALTUNGSKLASSEN FUER
STRUKTUREN.
170
6.4.1 KLASSENGENERATOREN FUER T Y P L I S N
. 170
6.4.2 BASISKLASSE FUER ALLE TYPLISTEN
.
172
6.4.3 ANGEPASSTE TYPEN FUER P ASSENGENEN 174
6.4.4 WEITERE OPTIMIERUNG DER STRUKTURDEFINITION. . . . . .
178
6.4.5 SERIALISIERUNG DER STRUKTUR. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 180
6.4.6 S P E Z IA LIS IE ^ G D E RV E _ LTU N G S ^ ^
. 188
6.5 7IIGRIFF FLPMPNTP HPR ^ ^ *K T**R
.
189
6.5.1 ZUGRIFF UEBER INDEX
.
189
6.5.2 ZUGRIFF UEBER SODEX ZUR KOMPILATOR
.
194
6.5.3 ZUGRIFF UEBER
TYPNAMEN.
195
6.5.4 ZUWEISUNG MIT KOMMAOPERATOR. . 197
6.6 KONVERTIEREN VON C++ NACH C++/CLI UND UMGEKEHRT. . . . . . . . . . .
. 200
6.6.1 KONVERTIEREN DER TYPLISTE
.
202
6.6.2 GENERIEREN DER C++/CLI-STRUKTUR
.
206
6.6.3 KOPIEREN DER DATEN VON C ++NACH C++/CLI UND
UMGEKEHRT.
207
6.7 DOKUMENTATION DER GENERIERTEN STRUKTUREN
.
212
6.7.1 VORBETRACHTUNGEN
.
212
6.7.2 ERWEITERUNG DER VERWALTUNGSKLASSE UM DIE
DOKUMENTATION
.
214
6.7.3 DOKUMENTATION MIT TYPLISTEN
.
217
6.7.4 SCHREIBEN DER DOKUMENTATION FUER . . . 225
LITERATUR.
232
7 W EITERE ANWENDUNGSBEISPIELE FUER GENERIERTE STRUKTUREN. . . . . . . .
. . . . 233
7.1 ALLGEMEINE
VORGEHENSWEISE.
233
7.2 GENERIERUNG EINER
DATENBANKSCHNITTSTELLE.
234
7.2.1 VERWALTUNGSKLASSE ZUR DATENBANKANBINDUNG. . . . . . . . . . . .
234
7.2.2 ANLEGEN EINER
DATENBANKTABELLE. 238
7.2.3 LESEN UND SCHREIBEN VON DATEN
.
243
7.2.4 AUSBLICK AUF ERWEITERTE
FUNKTIONALITAETEN. 248
7.3 GENERIERUNG EINER
VISUALISIERUNG.
250
7.3.1 GENERIERUNG VON GRAPHISCHEN DIALOGEN MIT WXWIDGETS. . . . 250
7.3.2 GENERIERUNG VON GRAPHISCHEN DIALOGEN MIT QT. . 255
LITERATUR.
259
8 SICHERES RECHNEN MIT E
INHEITEN.
261
8.1
VORBETRACHTUNGEN.
261
8.2 EINHEITEN MIT TEMPLATES
REALISIEREN.
266
8.3 DAS
SI-EINHEITENSYSTEM.
269
8.4 VEREINFACHTE EINHEITENSYSTEME
.
277
8.4.1 DAS MKS-EINHEITENSYSTEM
.
277
8.4.2 EIN INGENIEUR-EINHEITENSYSTEM
.
279
8.4.3 DAS ASTRONOMISCHE
EINHEITENSYSTEM. 281
8.5 KONVERTIERUNG ZWISCHEN DEN
EINHEITENSYSTEMEN. 284
8.6 EIN FLEXIBLES EINHEITENSYSTEM
.
285
8.6.1 DEFINITION DES FLEXIBLEN EINNEITENSYSTEMS
.
285
8.6.2 ADDITION
*
SUBTRAKTION UND ZUWEISUNG. 287
8.6.3 MULTIPLIKATION UND DIVISION
.
293
8.6.4 POTENZ- UND
WURZELFUNKTIONEN. 298
8.6.5 KONVERTIERUNG ZUM S I-E IEITEN SY STEM
.
300
LITERATUR.
303
9 SPEICHEROPTIMIERUNG M IT B
ITFELDERN.
305
9.1
VORBETRACHTUNG.
305
9.2 BITFELDER MIT TEMPLATES
REALISIEREN.
307
9.2.1 BITFELDER
DEFINIEREN.
307
9.2.2 SPEICHERN DES
BITFELDS.
308
9.2.3 LESEN DER
ELEMENTE.
310
9.2.4 SCHREIBEN DER ELEMENTE
.
313
9.2.5 LESEN UND SCHREIBEN EINES ZELTSTEMPELS IM BITFELD. . . . . . .
316
9.2.6 WEITERE NUETZLICHE METHODEN FUER BITFELDER. . . . . . . . . . . . .
. 317
9.3 UMSETZUNG DER BITFELDER MIT
TYPLISTEN. 317
9.3.1 ANLEGEN DER
TYPLISTE.
318
9.3.2 DEFINITION DES
BITFELDS.
320
9.3.3 LESEN UND SCHREIBEN DER ELEMENTE
.
321
9.4 UMSETZUNG DER BITFELDER MIT VARIADISCHEN TEMPLATES. . . . . . . . .
. . . 324
9.4.1 DEFINITION DES BITFELDS
.
324
9.4.2 LESEN UND SCHREIBEN DER
ELEMENTE. 325
9.5 M FE N VON GLEITKOMMAZAHLEN MIT
BITFELDERN. 327
L ITE RA TU
R.
330
10 METAPROGRAMMIERUNG MIT GLEITKOMMAZAHLEN. . . .
10.1 GLEITKOMMAARITHMETIK ZUR UEBERSETZUNGSZEIT. .
10.1.1 ERWEITERTE MATHEMATISCHE FUNKTIONEN.
10.1.2 VEKTOR- UND MATRIZENRECHNUNG.
10.2 GLEITKOMMAZAHLEN ALS TEMPLATEARGUMENTE. . .
10.2.1 DEFINITION UND NORMALISIERUNG. . . . . .
10.2.2 REALISIERUNG DER GRUNDRECHENARTEN. . .
10.2.3 ERWEITERTE MATHEMATISCHE FUNKTIONEN
10.3 BRUCHRECHNUNG MIT TEMPLATEARGUMENTEN. . . . .
10.3.1 DEFINITION UND NOMALISIERUNG.
10.3.2 REALISIERUNG DER GRUNDRECHENARTEN. . .
10.3.3 ERWEITERTE MATHEMATISCHE FUNKTIONEN.
LITERATUR
.
331
331
331
334
342
342
344
352
359
359
361
372
376
11 WEITERE BEISPIELE DER M ETAPROGRAM M
IERUNG. 377
11.1 BERECHNUNG VON PRIMZAHLEN
.
377
11.1.1 BERECHNUNG VON KLEINEN PRIMZAHLEN
.
377
11.1.2 O P TIM IE ^ G DES
PRIMZAHLENTESTS. 379
11.1.3 B ERECTONG VON GROSSEN PRIMZAHLEN
.
382
11.2 BERECHNUNG DES
OSTERDATUMS.
385
LITERATUR.
386
STICHWORTVERZEICHNIS 387 |
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