第十三號艦隊

CMake Tutorial 1

Posted on 2013-07-24 Edited on 2024-09-19 In CMake

從最簡單的範例開始

我們現在有個demo.c，裡面的程式碼如下。

demo.c lang: c

#include <stdio.h>
int add2(int a, int b) { return a + b; }
int main()
{
	printf("%d\n", add2(1, 1));
	return 0;
}

所需要的CMakeLists.txt內容也很簡單。

1
2
3

PROJECT(CMakeDemo C)
cmake_minimum_required(VERSION 2.8)
ADD_EXECUTABLE(demo demo.c)

這樣還不如直接用gcc編譯來的快很多，不過事情總會越來越複雜。

向工業標準邁進一步

我們把執行檔放在bin，而把程式碼放到src下。
根目錄的CMakeLists.txt改成這樣。

PROJECT(CMakeDemo C)
cmake_minimum_required(VERSION 2.8)
SET(EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/bin)
ADD_SUBDIRECTORY(src)

因為新增了最後一杭，所以在src底也要新增一個CMakeLists.txt。

1	ADD_EXECUTABLE(demo demo.c

這樣我們就能在bin底下看到demo了。

Useful programming tools

Posted on 2013-07-23 Edited on 2024-09-19

記錄一下在寫程式的時候，所使用過的工具 (不定其更新)

Windows

-小番茄 Visual Assist X
-Memory Leak Visual Leak Detector for Visual C++
-檔案合併和比對軟體 Araxis Merge
-Source Code 美化工具 Artistic Style
-CMake Tools for Visual Studio

Linux

fasd
終端機程式： tilda for GNOME, Yakuake for KDE
ack 加強版的grep

Mac

Alcatraz XCode套件管理系統

Multiple Inheritance, Interface and Mixin

Posted on 2013-07-21 Edited on 2024-09-19 In OOP , c++ , ruby , java

最近看了Mixin之後，抒發一下自己的感想。
學過Software Engineering的，都知道DRY。如何共用程式碼就變成一門學問了。

假設我們現在有IA, IB, IC三個interface，然後有三個Concrete Class CA, CB, CC實作這三個介面
然後D, E兩個Class需要同時支援這三個interface，該怎麼做。

在C++這種支援Multiple Inheritance特性的語言，大概會是這個樣子。

lang: cpp

1 2	class D : public CA, CB, CC {}; class E : public CA, CB, CC {};

如果CA, CB, CC的內容風馬牛不相及，這個解決方案不錯，不然的話，Diamond Problem是個很頭大的問題。

而Java等語言等只支持單一繼承，因此避掉了Diamond Problem，不過卻引來其他問題。
有兩種常見的問題，第一種是實作介面。

1 2	class D implements IA, IB, IC {}; class E implements IA, IB, IC {};

假設某個Class的實作方式需要修改，需要修改，那麼D跟E的內容都需要修改。如此一來就達不到DRY的精神了。
另一種是亂七八糟的繼承方式。

class PD1 extends CA {};												class PE1 extends CA {};
class PD2 extends CB {};												class PE2 extends CB {};
class PD3 extends CC {};												class PE3 extends CC {};
class PD4 extends PD1 {};												class PE4 extends PE1 {};
class PD5 extends PD2 {};												class PE5 extends PE2 {};
class PD6 extends PD3 {};												class PE6 extends PE3 {};
class D extends PD6 {};													class E extends Pe6 {}

雖然避掉的第一個問題，不過那眼花撩亂的繼承關係更麻煩了。

至於動態語言大行其道之後，Mixin提供另外一種思考模式。由於Duck Typing的支持，類與類之間沒有強烈的interface contract關係。以Ruby來說

lang: ruby

module IA 
end
module IB
end
module IC
end
class D 
	include IA
  include IB
  include IC
end
class E
	include IA
  include IB
  include IC
end

mixin是一群method的集合，只要外在的class有滿足條件(Duck Typing)，這個方案可以滿足大部分的需求。

Explicit specialization of template class member function in C++

Posted on 2013-07-18 Edited on 2024-09-19 In c++ , VC , GCC , Clang

在StackOverFlow看到的一個範例。

lang: cpp

struct Functor {
    template <typename T>
    void function() {}
    template <>
    void function<int>() {}
};
Functor functor;
functor.function<char>();
functor.function<int>();

同樣的code，在gcc和clang編譯失敗，不過VC可以，同樣根據StackOvewflow的說法，這是VC的一個非標準Extension。

要模擬這個方案，可以靠function overloading來做。

lang: cpp

template <typename T>
struct DummyIdentity {
    typedef T type;
};
struct Functor {
    template <typename T>
    void function() {
        function(DummyIdentity<T>());
    }
private:
    template <typename T>
    void function(DummyIdentity<T>) {}
    void function(DummyIdentity<int>) {}
};

First XWindow Program

Posted on 2013-07-15 Edited on 2024-09-19 In Linux , XWindow

找了一下在Linux底下寫OpenGL程式的方法，覺得有必要繞過glut，直接跟XWindow打交道，才能拿到更大的控制權。
終於找到一個可以用的骨架。

#include <X11/Xlib.h>
#include <iostream>

int main()
{
	Display* dpy;
	
	dpy = XOpenDisplay(NULL);
	
	std::cout << std::endl;
	
	if (dpy == NULL)
	{
		std::cout << "Error: could not open display";
		return 0;
	}
	else
	{
		std::cout << "Success!";
	}
	
	int blackColor = BlackPixel(dpy, DefaultScreen(dpy));
	int whiteColor = WhitePixel(dpy, DefaultScreen(dpy));
	
	Window w = XCreateSimpleWindow(dpy, DefaultRootWindow(dpy), 0, 0,
		200, 100, 0, whiteColor, blackColor);
	
	XSelectInput(dpy, w, StructureNotifyMask);
	
	XMapWindow(dpy, w);
	
	GC gc = XCreateGC(dpy, w, 0, NULL);
	
	XSetForeground(dpy, gc, whiteColor);
	
	while(true)
	{
		XEvent e;
		XNextEvent(dpy, &e);
		if (e.type == MapNotify)
		{
			break;
		}
	}
	
	XDrawLine(dpy, w, gc, 10, 60, 10, 0);
	XFlush(dpy);
	
	while(true)
	{
		XEvent e;
		XNextEvent(dpy, &e);
		if (e.type == DestroyNotify)
		{
			break;
		}
	}
	
	std::cout << std::endl << std::endl;
	return 0;
}

需要連結X11 library才能順利成功

1	$ g++ demo.cpp -o demo -lX11

不過奇怪的是當關閉視窗時，總會有以下的錯誤訊息出現

XIO: fatal IO error 11 (Resource temporarily unavailable) on X server “:0.0”
after 12 requests (10 known processed) with 0 events remaining.
Success

Google了一下也沒什麼正確的解法，就不管他。
程式的骨架跟Win32的架構很像，因此不會太難了解。

GCC extension: Nested function in C

Posted on 2013-07-08 Edited on 2024-09-19 In C , GCC

在CodeProject看到這篇文章之後，參考其他文章而發表的。

GCC nested function

這個Extension只支援GNU C，Clang或者VC++都不行。
這種技術有其名稱，叫做trampoline。

這個Hack可模擬Javasciprt等語言使用Closure的特性

lang: c

typedef int (*func_t)(int);
static func_t f(int arg) {
        int nested(int nested_arg) {
                return (arg + nested_arg);
        }
        return &nested;
}

原文提供了更變態的使用方式，不過很難閱讀。

lang: c

int main(int argc, char *argv[]) {
    void (*MySub1)() = ({void _() {
        printf("Hello ");
    } (void (*)())_;});

    MySub1();

    ({void _() {
        printf("World!\n");
    } (void (*)())_;})();

    return 0;
}

原理

Fix "xxx is not in the sudoers file" in linux

Posted on 2013-07-03 Edited on 2024-09-19 In Linux

在Linux常常遇到這種情況，記錄一下。
使用sudo執行指令的時候，常常會xxx is not in the sudoers file. This incident will be reported.
表示你的用戶沒有權限使用sudo，必須修改/etc/sudoers這個文件，修改方式如下。

進入Super user mode
1
$ su -
修改文件權限
1
$ chmod u+x /etc/sudoers
修改/etc/sudoers內容，在root ALL=(ALL) ALL底下加上一行且存檔。
1
xxx ALL=(ALL) ALL
這裡的xxx就是你的用戶名稱
回復文件權限
1
$ chmod u-x /etc/sudoers

Duck Typing

Posted on 2013-06-20 Edited on 2024-09-19

最近在看Dynamic programming language的時候，注意到了這個特性。
根據Wiki給的定義

When I see a bird that walks like a duck and swims like a duck and quacks like a duck, I call that bird a duck.

一般OOP的觀念，就是定義一組Interface為公約數。不受Interface的約束，而動態語言是在執行時檢查是否滿足所需條件。

以下是Ruby的範例

class Duck
  def quack
    puts "Quaaaaaack!"
  end
 
  def feathers
    puts "The duck has white and gray feathers."
  end
end
 
class Person
  def quack
    puts "The person imitates a duck."
  end
 
  def feathers
    puts "The person takes a feather from the ground and shows it."
  end
end
 
def in_the_forest duck
  duck.quack
  duck.feathers
end
 
def game
  donald = Duck.new
  john = Person.new
  in_the_forest donald
  in_the_forest john
end
 
game

動態語言的特性，就是在執行的時刻檢查類別的完整性，如果把上面Person的feathers拿掉，也必須在執行時才會發現錯誤。

如果是傳統競泰語言的話，如何顯示這種特性
C++有兩種方式。

一者是上面介紹的Interface contract

class IAnimal {
public:
	virtual void Quack() = 0;
	virtual void Feathers() = 0;
};

class Duck : public IAnimal {};
class Person : public IAnimal  {};

void in_the_forest(IAnimal *pDuck)
{
	pDuck->Quack();
	pDuck->Feathers();
}

這種方式可以在Runtime的時候傳入某個滿足此Contract的物件，因此改變其行為。
不過缺點也是顯而易見的，一旦介面修改之後，所有有關的程式碼都要更著修改。所以一般的建議就是一旦介面固定之後就不要更改。

因此衍生了第二種方法，Template。

class Duck {
public:
	void Quack();
	void Feathers();
};
class Person {
public:
	void Quack();
	void Feathers();
};
template <typename T>
void Program(T& duck)
{
	duck.Quack();
	duck.Feathers();
}

C++的Template會在C編譯時檢查所有約束條件，因此叫做Static Polymorphism，跟用Interface的Dynamic Polymorphism不同，Runtime沒有擴展性。

Variadic templates

Posted on 2013-06-03 Edited on 2024-09-19

這次介紹另一個C++11重要的特性Variadic templates

從printf說起

相信每個寫程式的人，就算沒用過printf，也聽過printf的名字，printf的徒子徒孫大概跟Unix的子孫一樣多。而一般的printf使用方式就類似如此。

1 2	int my_printf(const char * format, ...); my_printf("%d + %d = %d", a, b, a + b);

在設計一個通用函數的時候，無法知道後面參數有多少個，因此需要一個支持不定參數的機制。
從上面的程式碼看出，我們支援不定參數的語法就是...來表示。
而在C語言如何實做這樣的機制，可以參考MSDN上的範例。

Marco也支援不定參數

在C99標準裡，Macro支持不定參數，不過Visual Studio至今不支援C99。
我們可以寫類似這樣的Macro

1	#define dprintf(enable, ...) dprintf_impl(__FILE__, __LINE__, enable, __VA_ARGS__)

在參數列的最後面寫 …，然後就可以用 VA_ARGS 代表 … 所傳入的參數。

如何讓Template支援不定參數

從C++98談起

在實作Command Design Pattern的時候，常常需要把外部函數的參數原封不動的傳遞至內部函數，解決方法大概就像這樣。

#define P1 typename T1
#define A1 T1 &&v1
#define V1 v1
#define P2 typename T1, typename T2
#define A2 T1 &&v1, T2 &&v2
#define V2 v1, v2
#define P3 typename T1, typename T2, typename T3
#define A3 T1 &&v1, T2 &&v2, T3 &&v3
#define V3 v1, v2, v3
template <P1> void outer(A1) { inner(V1); }
template <P2> void outer(A2) { inner(V2); }
template <P3> void outer(A3) { inner(V3); }

這方案的缺點大概有以下幾點

可代入的參數數量有限 (雖然可以手動擴充)
程式碼難以維護，核心的程式碼不多，但是重複的程式碼很多
編譯速度緩慢
極度依賴Preprocessor
加上C++11的新特性之後，問題變得更複雜了。

C++11時期

來個最簡單的範例

template <typename... Args>
class VariadicTemplate {};
template <typename T, typename ...Args>
class VariadicTemplate1 {};

VariadicTemplate<> a;				// VariadicTemplate1接受無任何型別
VariadicTemplate<int> b;
VariadicTemplate1<> c;				// VariadicTemplate1至少需要一個型別，編譯器會報錯
VariadicTemplate1<double, int, string> d;

在Args左邊出現...時，表示Args是一個Template type parameter pack，如上面的最後一行，T就是double，而Args就是int, string，除了類別之外，非類別的template paramter也可以這樣使用。如下

1
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3

template <unsigned ...dims>
class Array {};
Array<3, 4, 5> arr;

而Function template也可以像Class Template一樣使用不定參數

1 2	template <typename ...Args> void func(Args ...args);

這裡的Args不是Type，args也不是一個value，所以以下的程式碼會出問題

1
2
3

typedef Args MyList;
MyList var;
auto copy = args;

而sizeof也跟著Variadic templates而新增新特性，sizeof...可以印出Args到底有多少個參數

template <typename... Args>
struct VariadicTemplate {
    static const unsigned short int size = sizeof...(Args);
};
cout << VariadicTemplate<>::size << endl;	// 0
cout << VariadicTemplate<int, int, int>::size << endl; // 3

如何解決之前的問題

用新的特性同時解決perfect forwarding跟Variadic templates

1 2	template <typename ...Ts> void outer(Ts&& ...args) { inner(std::forward<Ts>(args)...); }

如何抽取單一個型別與參數

透過Template specification來實作

template <typename T>
void print(T &&v);
template <typename T, typename ...Args>
void print(T &&v, Args ...args)
{
	print(std::forward<T>(v));
	print(std::forward<Args>(args)...);
}

還有其他未介紹到的特性，基於所知有限<無法完全說明，可以參考Variadic Templates (Revision 3) Draft跟Variadic Templates are Funadic

Haskell beginner tutorial

Posted on 2013-05-24 Edited on 2024-09-19

前一陣子都在忙C++ Grandmaster的比賽，沒什麼時間紀錄一些東西，最近對Functional Programming感到興趣，找Haskell當作的入門的開始。做些紀錄。

安裝

以Ubuntu為例，先安裝Haskell。

1	$ apt-get install ghc

接著就能用ghci進入直譯器了，用Ctrl+D退出ghci。

Script Programming

有兩種方式可以達成

在ghci當中載入

首先我們先來寫一個test.hs文件

lang: bash

1
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$ cat > test.hs << EOF
add x y = x + y
EOF

在ghci中載入test.hs

lang: bash

$ghci
Prelude> :l test
[1 of 1] Compiling Main             ( test.hs, interpreted )
Ok, modules loaded: Main.
*Main> add 3 4
7

當成一般的 Script 使用

這個方案是要加上 #!/usr/bin/runghc 且Script當中需要有main存在
以下是個範例

lang: bash

$ cat > hello.hs << EOF
> #!/usr/bin/runghc
> main=putStrLn "Hello, Haskell from elf"
> EOF
$ chmod +x hello.hs
$ ./hello.hs 
Hello, Haskell

編譯成執行檔

同樣的，這個方案也需要有main存在

lang: bash

1	$ ghc hello.hs -o hello

其他有關Haskell的教學

網路上可以找到不少，先以這幾個當入門教材

Haskell入門的5個步驟

Haskell在线教程

Tutorials - Haskell