C++ 約4分

モダン標準登場以前、上級C++開発者はどうやってモダンなコードを書いていたのか

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モダン標準登場以前、上級C++開発者はどうやってモダンなコードを書いていたのか

C++11以降の標準が登場する以前、先進的なC++開発者は、モダンで保守しやすく効率的なコードを書くための創造的な方法を見つけなければなりませんでした。後に標準化された機能を彼らがどう実装していたかの例をいくつか紹介します：

1- shared_ptr

スマートポインタは、カスタム実装やBoostなどのライブラリを通じて、C++で長年使われてきました。多くのC++開発者にとって、標準ライブラリへの shared_ptr などのスマートポインタの導入は、すでに使っていたツールを標準化する方法にすぎませんでした。

#include <boost/shared_ptr.hpp>
boost::shared_ptr<int> p(new int(10));

2- 範囲ベースループ

BOOST_FOREACH は、コンテナの反復処理を簡素化するためにC++のBoostライブラリが提供するマクロです。C++11で導入された範囲ベースforループよりも前に登場し、よりクリーンで可読性の高いコードを書く方法を提供しました。

#include <boost/foreach.hpp>
#include <vector>
#include <iostream>

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    BOOST_FOREACH(int& x, vec) {
        std::cout << x << " ";
    }
    return 0;
}

3- C++コンセプト

コンセプト以前は、 enable_if （ <type_traits> ）が、トレイトに基づいて関数テンプレートやクラス特殊化を条件付きで有効にするために使われていました。これはより冗長で読みにくく、複雑な構文になりがちでした。

template <typename T>
std::enable_if_t<std::is_integral_v<T>, T> add(T a, T b) {
    return a + b;
}

4- ラムダ式

Boost Lambdaライブラリにより、関数オブジェクトやファンクタが必要な場所でインラインで使用できる、小さな無名関数オブジェクト（ラムダ）をC++で作成できるようになりました。これは短い操作に特に便利で、コードをより簡潔で読みやすくします。

#include <boost/lambda/lambda.hpp>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>

int main() {
    using namespace boost::lambda;
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::for_each(vec.begin(), vec.end(), std::cout << (_1 * 2) << " ");
    return 0;
}

このコードは、ベクターの各要素を2倍して出力します。

5- constexpr

C++11で constexpr が導入される以前、開発者はしばしばBoostに頼って同様のコンパイル時定数評価を実現していました。Boostライブラリは、 constexpr。

直接的な代替ではありませんが、 BOOST_STATIC_ASSERT は、コンパイル中に特定の条件が満たされることを保証するコンパイル時アサーションを強制するために使用できます。

例：

#include <boost/static_assert.hpp>

BOOST_STATIC_ASSERT(sizeof(int) == 4);

Boost.MPLはコンパイル時計算のためのツールも提供しており、 constexpr テンプレートメタプログラミングで同様の動作を実現するために使用できます。

例：

#include <boost/mpl/int.hpp>
#include <boost/mpl/plus.hpp>
#include <boost/mpl/equal_to.hpp>
#include <boost/static_assert.hpp>

namespace mpl = boost::mpl;

typedef mpl::int_<3> three;
typedef mpl::int_<4> four;
typedef mpl::plus<three, four>::type seven;

BOOST_STATIC_ASSERT((mpl::equal_to<seven, mpl::int_<7>>::value));

最後に、Boost.Hanaは、より強力で柔軟なコンパイル時機能を提供するモダンなメタプログラミングライブラリで、 constexpr。

例：

#include <boost/hana.hpp>
#include <iostream>

namespace hana = boost::hana;

constexpr auto sum = hana::int_c<3> + hana::int_c<4>;

int main() {
    std::cout << sum << std::endl; // Outputs: 7
    return 0;
}

最後に、Boost.Hanaは、より強力で柔軟なコンパイル時機能を提供するモダンなメタプログラミングライブラリで、

C++11： std::is_same、 std::enable_ifなど。
Boost： boost::is_same、 boost::enable_ifなど。

  • Boostは、テンプレートメタプログラミングのための型トレイトとSFINAEユーティリティを提供しました。

例：

#include <boost/type_traits.hpp>
boost::is_same<int, int>::value; // true

7- 静的アサーション

C++11： static_assert
Boost： BOOST_STATIC_ASSERT

  • Boostは、エラーを早期に検出するためのコンパイル時アサーションを可能にしました。

例：

#include <boost/static_assert.hpp>
BOOST_STATIC_ASSERT(sizeof(int) == 4);

8- 正規表現

C++11： std::regex
Boost： boost::regex

  • Boostは、強力な正規表現ライブラリを提供しました。

例：

#include <boost/regex.hpp>
boost::regex re("^[0-9]+$");

9- タプル

C++11： std::tuple
Boost： boost::tuple

  • Boostは、関数から複数の値を返す方法を提供しました。

例：

#include <boost/tuple/tuple.hpp>
boost::tuple<int, std::string> t(1, "example");

10- Chrono

C++11： std::chrono
Boost： boost::chrono

  • Boostは、時間間隔とクロックのためのユーティリティを提供しました。

例：

#include <boost/chrono.hpp>
boost::chrono::steady_clock::time_point start = boost::chrono::steady_clock::now();

11- スレッド

C++11： std::thread
Boost： boost::thread

  • Boostは、標準化される前からスレッド機能を提供していました。

例：

#include <boost/thread.hpp>
boost::thread t([]{ std::cout << "Threading with Boost"; });
t.join();

以下は、BoostがC++11以降で標準化される前に機能を提供していた追加の例です：

12- 関数オブジェクト

C++11： std::function
Boost： boost::function

  • Boostは、呼び出し可能なオブジェクトを格納するための boost::function を提供しました。

例：

#include <boost/function.hpp>
boost::function<int(int, int)> f = std::plus<int>();

13- Bind

C++11： std::bind
Boost： boost::bind

  • Boostは、関数の引数をバインドし、部分関数適用を作成することを可能にしました。

例：

#include <boost/bind.hpp>
auto bound_func = boost::bind(std::plus<int>(), 10, _1);
std::cout << bound_func(5); // Outputs 15

14- Optional

C++17： std::optional
Boost： boost::optional

  • Boostは、値を返さない可能性のある関数に便利な、オプション値のための boost::optional を提供しました。

例：

#include <boost/optional.hpp>
boost::optional<int> maybe_value;
maybe_value = 10;
if (maybe_value) {
    std::cout << *maybe_value;
}

15- Any

C++17： std::any
Boost： boost::any

  • Boostは、あらゆる型の単一値のための型安全なコンテナを提供しました。

例：

#include <boost/any.hpp>
boost::any value = 10;
try {
    std::cout << boost::any_cast<int>(value);
} catch (boost::bad_any_cast &) {
    std::cout << "Bad cast!";
}

16- Variant

C++17： std::variant
Boost： boost::variant

  • Boostは、複数の型のいずれかを保持できる型安全な共用体を提供しました。

例：

#include <boost/variant.hpp>
boost::variant<int, std::string> var;
var = 10;
std::cout << boost::get<int>(var);

17- Filesystem

C++17： std::filesystem
Boost： boost::filesystem

  • Boostは、ファイルシステム操作のための機能を提供しました。

例：

#include <boost/filesystem.hpp>
boost::filesystem::path p("/path/to/file");
if (boost::filesystem::exists(p)) {
    std::cout << "File exists.";
}

結論

Boostは歴史的にC++標準ライブラリの多くのギャップを埋め、後にC++標準に採用された高度な機能とユーティリティを提供してきました。これらの例は、これらの機能がC++11以降で正式に標準化される以前に、BoostがC++開発者のより表現力豊かで効率的なコードの記述をどう支援したかを示しています。

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