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Concept
Métaprogrammation avec des patrons
Résumé
La métaprogrammation avec des patrons est une technique de programmation dans laquelle les patrons sont utilisés de sorte que le compilateur, lors de la compilation du code, exécute un programme. Ces programmes peuvent générer des constantes ou des structures de données. Cette technique est utilisée principalement dans le langage de programmation C++.
L'exemple simple de calcul de factorielle avec récursion illustre bien ce qu'est la « programmation lors de la compilation ».
En C++, une fonction factorielle peut être écrite récursivement comme suit :
En utilisant la métaprogrammation avec des patrons, on peut écrire:
La solution de la métaprogrammation avec des patrons utilise la spécialisation de patron pour terminer la récursion. Bien que ces deux solutions soient similaires, dans le deuxième cas, Factorielle::valeur est calculé lors de la compilation. Cela implique que Factorielle::valeur ne peut être utilisé que si x est connu lors de la compilation, c'est-à-dire si x est une constante (à partir de c++11 une constexpr) ou le résultat d'un appel à sizeof().
En D, le patron factorielle ressemblerait à :
La métaprogrammation avec des patrons a des utilisations pratiques malgré son apparence maladroite. Elle peut être utilisée pour créer des classes vecteur à n dimensions quand n est connu à la compilation. L'avantage par rapport à un vecteur à n dimensions traditionnel est que les boucles peuvent être déroulées, ce qui produit un code très optimisé.
Considérons cet exemple de l'opérateur d'addition. Une addition pour un vecteur à n dimensions pourrait être écrite ainsi :
Quand le compilateur instancie la fonction patron définie ci-dessus, le code suivant est produit :
L'optimiseur du compilateur est capable de dérouler la boucle for car le paramètre dimension du patron est une constante connue à la compilation. Pour une véritable implémentation de cette technique, voir .
En C++, la métaprogrammation avec des patrons est Turing-complète, ce qui signifie que n'importe quel calcul exprimable par un programme peut être calculé par un métaprogramme à base de patrons.
Source officielle
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