Базовый курс C++ (MIPT, ILab). Lecture 16. Специализация и инстанцирование.

Лекции в бакалавриате МФТИ по C++ на русском языке.

Продолжая рассмотрение OpenCL C++ API мы случайно изобретём шаблонную специализацию. И вынуждены будем остановиться на этой технике, рассмотрев процесс инстанцирования и технику частичной специализации.

Лектор: Константин Владимиров
Дата лекции: 7 февраля 2022 года
Съёмка: Владислав Белов.
Звук: Дмитрий Рябцев.

Timeline:
00:00 Снова про OpenCL C++ API
03:30 Идея шаблонной специализации
12:30 Соглашение о namespace detail
21:06 Идея характеристик типов
29:22 Инстанцирование и специализации
38:32 Ленивость инстанцирования
48:25 Частичная специализация
59:57 Unique pointers и частичные специализации
01:04:50 Специализация и LSP
01:07:41 Двухфазное разрешение имён
01:15:31 Устранение неоднозначности
01:21:40 Cliffhanger

Errata:

[VladimirSmith]

Прекрасная лекция, Константин! Спасибо! Ваши студенты - это самые удачливые люди в России, я считаю :)

[ntreymi]

Нет ничего лучше утром, чем ваша лекция🙂

[vladimirivannikov]

55:28 можно привести такой пример частичной специализации по nontype параметру. Если мы решаем задачу механики, то момент в 3D пространстве будет является тензором 1 ранга (вектор размера dim), а в 2D пространстве это момент вырождается в скаляр. Тогда можно использовать такой шаблон:

template <int dim, typename Number>
struct Moment
{};

template <typename Number>
struct Moment<2, Number>
{
typedef Number type;
static constexpr unsigned int size = 1;
};

template <typename Number>
struct Moment<3, Number>
{
typedef Tensor<1, 3, Number> type;
static constexpr unsigned int size = 3;
};

[niklkelbon]

Но ведь 57:30 в реальности так нельзя делать. Количество шаблонных аргументов должно совпадать в примари шаблоне и специализации. Опять скажу, что проблема в терминологии "откусывания", которая тут не подходит, на самом деле мы просто объявляем аргументы от которых зависит специализация, то есть не "откусываем T" а "допустим, есть T и U и шаблонные аргументы vector<T>, vector<U>"

[Forritun]

Здравствуйте. Небольшая опечатка в таймкоде:

> 01:07:41 Двухфазноре разрешение имён — «двухфазноре»

[TheBriks]

Здраствуйте. Вопрос к блоку 12:35 - 21:03, разве публично наследуя Wrapper, мы не оставляем классу Device пользоваться теми же перегрузками operator()? И на 19:59 не будет ли достаточно перемещающего оператора присваивания?

[ddvamp]

16:52 Наверное на этом (46) и на 49 слайдах аргументом шаблона Wrapper должен быть cl_device_id вместо cl_type?

[llytxet]

Здравствуйте, Константин
Как всегда замечательно. Подскажите пожалуйста, по аналогии с запрещением инстанцирования функций для определённых параметров, можно запрещать инстанцирование класса для определённых параметров и/или частичное инстанцирование?

[ddvamp]

35:32 Константин, а может так случится, что в двух заголовочных файлах размещены перегруженные шаблоны, и в одном из них так же есть явная специализация, но после подключения этих файлов явная специализация меняет соответствие? Если да, то как от такого защищаться?

[StrongfulEd-ehcj]

Константин, спасибо за прекрасную лекцию. Возникло несколько вопросов.
На 37:50 вы говорите об удалении специализации. А насколько это хорошая практика - удалять общий шаблон для функции и определять только валидные специализации?
Почему специализации шаблонных функций можно удалять, а шаблонных классов нет? Видимо это решается концептами, но до ваших лекций по концептам я еще не дошел.

[victormustya]

Wrapper для cl_type --- а не проще взять что-нибудь вроде boost:: intrusive_ptr?

[qrxqfdt]

18:26 Тут два вопроса. Почему у Device не определен оператор присваивания перемещением? Или, почему присваивание копированием не делает retain?

[qrxqfdt]

8:36 Непонятно как вызывается метод release в деструкторе. Или это не тот release, который фигурирует на слайде 42?

[ddvamp]

54:38 Однако можно добавить requires безумия (правда я даже не знаю, легитимный ли это код)
#include <concepts>
#include <iostream>

template <auto N>
concept EvenIntegral = && (N % 2 == 0);

template <auto N>
concept OddIntegral = && !EvenIntegral<N>;

template <auto N>
concept MultipleOf3Integral = && (N % 3 == 0);

template <auto N>
concept NotMultipleOf3Integral = && !MultipleOf3Integral<N>;

template <auto N>
concept AnyIntegral =
EvenIntegral<N> || OddIntegral<N> ||
MultipleOf3Integral<N> || NotMultipleOf3Integral<N>;

template <typename T, auto N>
requires AnyIntegral<N>
class Array {
public:
Array() { std::cout << "Any" << std::endl; }
};

template <typename T, auto N>
requires EvenIntegral<N> && NotMultipleOf3Integral<N>
class Array<T, N> {
public:
Array() { std::cout << "Even" << std::endl; }
};

template <typename T, auto N>
requires MultipleOf3Integral<N> && OddIntegral<N>
class Array<T, N> {
public:
Array() { std::cout << "Multiple of 3" << std::endl; }
};

template <typename T, auto N>
requires EvenIntegral<N>
class Array<T, N> {
public:
Array() { std::cout << "Even and multiple of 3" << std::endl; }
};

int main()
{
Array<int, 1>{};
Array<short, 2>{};
Array<unsigned, 3>{};
Array<long, 4>{};
Array<long long, 5>{};
Array<char, 6>{};
Array<bool, 7>{};
Array<std::size_t, 8>{};

return 0;
}

[ddvamp]

20:04 А чем это вообще мотивировано (если это понятно из предыдущей лекции, прошу прощения, я её пропустил)? Для меня класс Wrapper похож на shared_ptr, так почему изначально созданные объекты Wrapper не обладают счетчиком 1, но вместо этого мы сами выбираем изначально 0 или 1? Получается, что wrapper не инкапсулирует счетчик, и его можно дергать где-то снаружи? Зачем Wrapper тогда вообще? Просто не понимая, это выглядит как-то неправильно

[niklkelbon]

20:50 они там не могли сделать конструктор от && ?