集思广益一下第15题

[rsp4jack]

集思广益一下第15题

[MrShinshi]

coroutine有出过吗

[Mq-b]

没有，对，有道理，出点协程和模块吧

[Mq-b]

@rsp4jack 你去出一个协程的题目，出了我看看，讨论讨论

[rsp4jack]

@Mq-b 我是卢瑟，不会 C++ 协程

[Mq-b]

不会？那快去学，卢瑟

[Matrix-A]

感觉不如搞个 表达式模板（Expression Template） 的题，正好 mqb 在搞模板教程，还能学习 ranges 库

[Mq-b]

表达式模板是啥玩意？

[Matrix-A]

表达式模板是啥玩意？

你好，这是Bing。表达式模板是一种C++编程技术，它通过模板元编程的方式，将复杂的计算表达式在编译期间展开，从而实现对计算过程的优化。

表达式模板的核心**是利用模板的递归实例化来构建一个编译期的表达式树，然后在最后赋值时，一次性计算出表达式的结果，避免了中间变量的产生和多次循环的开销。

表达式模板的一个典型应用是优化科学计算中的向量和矩阵运算，例如Blitz++库就是基于表达式模板的高性能数值计算库。

[Mq-b]

什么卢瑟，你要出可以直接写，提讨论或者pr，到时候再附带解释。

[Matrix-A]

题目要求：

1. 使用表达式模板补全下面的代码，实现表达式计算；
2. 指出表达式模板和标准库 ranges 库中哪个或那些视图类似，并指出它们的相同点、差异、优点及缺点；

#include <print>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <functional>
#include <ranges>


// 为std::vector增加一个自定义的赋值函数
template<typename T>
    requires std::disjunction_v<std::is_integral<T>, std::is_floating_point<T>>
class vector : public std::vector<T> {
public:
    using std::vector<T>::vector;
    using std::vector<T>::size;
    using std::vector<T>::operator[];
    template<typename E>
    vector<T>& operator=(const E& e) {
        const auto count = std::min(size(), e.size());
        this->resize(count);
        for (std::size_t idx{ 0 }; idx < count; ++idx) {
            this->operator[](idx) = e[idx];
        }
        return *this;
    }
};

/*
// 实现表达式模板类及相关函数
template<...>
struct vector_expr {

};

// operator+
// operator-
// operator*
// operator/
*/

int main() {
    auto print = [](const auto& v) {
        std::for_each(std::begin(v), std::end(v), [](const auto& e) {
            std::print("{}, ", e);
            });
        std::println("");
        };
    const vector<double> a{ 1.2764, 1.3536, 1.2806, 1.9124, 1.8871, 1.7455 };
    const vector<double> b{ 2.1258, 2.9679, 2.7635, 2.3796, 2.4820, 2.4195 };
    const vector<double> c{ 3.9064, 3.7327, 3.4760, 3.5705, 3.8394, 3.8993 };
    const vector<double> d{ 4.7337, 4.5371, 4.5517, 4.2110, 4.6760, 4.3139 };
    const vector<double> e{ 5.2126, 5.1452, 5.8678, 5.1879, 5.8816, 5.6282 };

    {
        vector<double> result(6);
        for (std::size_t idx = 0; idx < 6; idx++) {
            result[idx] = a[idx] - b[idx] * c[idx] / d[idx] + e[idx];
        }
        print(result);
    }
    {
        vector<double> result(6);
        result = a - b * c / d + e; // 使用表达式模板计算
        print(result);
    }
    return 0;
}

学习链接：

• wikipedia - Expression templates
• 我们不需要臭名昭著的表达式模板（英文）
• C++语言的表达式模板：表达式模板的入门性介绍
• valarray 在一些 STL 实现中使用了表达式模板

[rsp4jack]

@Matrix-A Approved.

发 PR.

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Upd: PR #226