问C++模板的替代方案？

EN

我不确定这是否应该是我想要的，我已经使用代码生成器来生成C++代码。尤其是蟒豹。你可以直接在你的C++代码中嵌入python代码，然后遍历cheetah preprocessor.it，这样就可以比使用模板或者C++预处理器更容易地完成相当复杂的计算，而且你还可以得到所有的python库和扩展。另一方面，它使调试变得更加困难，如果发生wrong.if，你感兴趣的话，我可以提供一些示例和Emacs模式来编辑cheetah C++程序。

如果您需要一些不太强大的工具，并且只想停留在C++ C中，那么可以看看boost预处理器here。这需要一些时间来适应它，但当涉及到重复的代码时，可以让生活变得非常容易。

好的，我正在粘贴猎豹的例子，给我几分钟时间：

#if defined (__INTEL_COMPILER)
#pragma vector aligned
#endif
        for(int a = 0; a < $N; ++a) {
            /// for functions in block
%for ii, (fi,fj) in enumerate(fb)
%set i = ii + ifb
/// can also use (ix,iy,iz)=fi[0:2], need to clean up when not lazy
%set ix = fi[0]
%set iy = fi[1]
%set iz = fi[2]
%set jx = fj[0]
%set jy = fj[1]
%set jz = fj[2]
            q$(i) += Ix(a,$(ix),$(jx))*Iy(a,$(iy),$(jy))*Iz(a,$(iz),$(jz));
%end for
            /// end for functions in block
        }

生成(在运行cheetah ...之后)

#if defined (__INTEL_COMPILER)
#pragma vector aligned
#endif
        for(int a = 0; a < 6; ++a) {
            q0 += Ix(a,0,1)*Iy(a,0,0)*Iz(a,0,0);
            q1 += Ix(a,1,1)*Iy(a,0,0)*Iz(a,0,0);
            q2 += Ix(a,0,1)*Iy(a,1,0)*Iz(a,0,0);
            q3 += Ix(a,0,1)*Iy(a,0,0)*Iz(a,1,0);
            q4 += Ix(a,0,0)*Iy(a,0,1)*Iz(a,0,0);
            q5 += Ix(a,1,0)*Iy(a,0,1)*Iz(a,0,0);
            q6 += Ix(a,0,0)*Iy(a,1,1)*Iz(a,0,0);
            q7 += Ix(a,0,0)*Iy(a,0,1)*Iz(a,1,0);
            q8 += Ix(a,0,0)*Iy(a,0,0)*Iz(a,0,1);
            q9 += Ix(a,1,0)*Iy(a,0,0)*Iz(a,0,1);
        }

这是一个常规的C++代码

以%开头的行被cheetah预处理器解释为python语句。/是猎豹注释。默认使用#作为python语句，但我更改了它们，以避免与C预处理器指令冲突。必须使用%end来终止python块。在C++代码中，以$开头的变量将被替换为python变量。

你想要使用boost预处理器的例子吗？

大多数人坚持从他们最喜欢的语言内部进行元编程。由于模板元编程，C++被认为是典型的例子。虽然它有效，但它是痛苦和笨拙的。我发现在Stroustrop将它添加到语言中之后，它告诉人们它是Turing能力的；我认为甚至他都没有预料到它会变成他所做的那样，尽管我怀疑他现在会抱怨它。

但是大多数编程语言都没有元编程工具。(或者他们的能力可能很弱或笨拙:)

解决这个问题的一种方法是在语言之外使用 program transformation tools进行元编程。这样的工具可以解析源代码，并对其执行任意转换(这就是元编程所做的)，然后生成修改后的程序。

如果你有一个通用的程序转换系统，可以解析任意语言，那么你可以在任何你喜欢的语言上进行元编程。关于这样一个工具，请参阅我们的DMS Software Reengineering Toolkit，它有C、C++ (甚至是C++17)、Java、C#、COBOL和许多其他编程语言的健壮前端，并且已经在所有这些语言上用于元编程。

这种方法很有用，因为它提供了一种常规的、方法论的方法来为您想要操纵的任何语言提供元编程方法。而且，您不必等待语言设计者和实现者实现，也不必忍受他们所能想象或实际实现的限制，也不必为支持它所需的所有反射数据支付运行时空间/时间代价。

和程序转换比C++模板元编程更强大，尽管TM具有图灵功能！原因是TM可以从模板生成任意代码，但不能修改非模板代码。如果您坚持的话，程序转换可以模拟TM，因此至少同样强大，但它也可以对非模板代码执行任意更改。因此，严格地说，更强大。

像TM一样，使用程序转换需要花费一些精力来学习和应用。但是，能够以任意方式操纵程序似乎非常有用。

(我们已经使用DMS对非常大的C++应用程序进行了架构重构。TM根本无法做到这一点)。

代码生成是最好的答案...

您还应该了解Linux内核是如何处理链表的。

Linux Kernel Linked List Explained

基本思想是，不是将类型嵌入到某个结构中(例如，对于典型的列表实现，使用next和prev指针)，而是将内核列表结构嵌入到结构中……有点曲解，但看看这篇文章...在我看到这个之前，我从来没有想过类型安全泛型在C中是可能的……