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泛型和元编程的模型:Java, Go, Rust, Swift, D等

在程序设计的时候,我们通常希望使用同样的数据结构或算法,就可以处理许多不同类型的元素,比如通用的List或只需要实现compare函数的排序算法。对于这个问题,不同的编程语言已经提出了各种各样的解决方案:从只是提供对特定目标有用的通用函数(如C,Go),到功能强大的图灵完备的通用系统(如Rust,C++)。在本文中,我将带你领略不同语言中的泛型系统以及它们是如何实现的。我将从C这样的不具备泛型系统的语言如何解决这个问题开始,然后分别展示其他语言如何在不同的方向上逐渐添加扩展,从而发展出各具特色的泛型系统。 泛型是元编程领域内通用问题的简单案例:编写可以生成其他程序的程序。我将描述三种不同的完全通用的元编程方法,看看它们是如何在泛型系统空的不同方向进行扩展:像Python这样的动态语言,像Template Haskell这样的过程宏系统,以及像Zig和Terra这样的阶段性编译。

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C++11 元编程(meta-programming)判断T是否有==操作符

前几天看了《C++11之美》受到一些启发,想到可以通过判断一个类型是否有指定的操作符(比如==,>=)。 基本的原理与文中的差不多,利用SFINAE原则,通过返回类型后置来推断表达式的类型,推断的过程中利用declval,它可以获取类型的右值引用,以便来调用==操作符,这个过程是在编译期完成的。 如果通过==操作符比较declval的右值引用成功了,则会继续推断逗号表达式的类型,最终推断的函数返回类型为bool; 如果通过==操作符比较declval的右值引用失败了,则推断失败,编译器会选择优先级最低的test(...)函数,它的返回类型为void。 我们最后判断实例化的test<T>(0)的返回值是否为bool,可以知道类型T是否存在==操作符。

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