第十三號艦隊
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在Imperative programming下待久了，對於Functional language的一切都是覺得很新鮮。
Learn You a Haskell for Great Good!看到中途，筆記一下一些新觀念。

List comprehension

跟數學裡面Set comprehension的表達方法很像，假設我們想要找出直角三角形中，周長小於50的三元組的數量。 (假設 a <= b <= c 且 a ^ 2 + b ^ 2 = c ^ 2)。

如果是以往的作法，大概會像這樣

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for (int a = 1; a <= 10; a++)
#define sqr(x) (x * x)
typedef tuple<int, int, int> tuple3;
std::vector<tuple3> ans;
for (int a = 1; a <= 50; a++)   
        for (int b = a; b <= 50; b++)           
                for (int c = b; c <= 50; c++)                   
                        if ((sqr(a) + sqr(b) == sqr(c))  && ((a + b + c) < 50))
                                ans.push_back(make_tuple(a, b, c));

如果是Haskell會是這樣，不同的語言寫法會不一樣，不過這上面列的C++11實作方式還不如上面來的直覺。

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let xs = [(a, b, c) | a <- [1..50], b <- [a..50], c <- [b..50], a ^ 2 + b ^ 2 == c ^ 2, a + b + c < 50]

Pattern Matching

這邊跟我們常知的Pattern Matching不太相同，

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在C99之後，新增了一種初始化方法。可以方便的設定structure/arry的初始值。帶來了極大的靈活

在之前的時期，要初始化一個structure，只能用以下的方式。

lang: c
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typedef struct MyData {
    char *p;
    int v;
} MyData;
MyData a = { "name" , 10};

這種方式稱作Aggregate Initialization。
需要按照Type定義的方式來初始化，一旦我們修改MyData資料結構，所有用到MyData的初始化都需修改。
在C99之後，我們可以這樣做

lang: c
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MyData a = { .v = 10, .p = "name"};

這樣就可以用任何順序指定初始值了。
另一個常用的應用場合是Array，拿以下這段程式碼當範例。

lang: c
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enum {
    YAHOO = 0,
    GOOGLE,
    FACEBOOK
};
char *old_style_weburl[] = {
    "www.yahoo.com",        
    "www.google.com",       
    "www.facebook.com"  
};

當我們將 FACEBOOK跟YAHOO的順序對換之後，old_style_weburl的對應關係也要跟著改變。

lang: c
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char *new_style_weburl[] = {
    [FACEBOOK] = "www.facebook.com",
    [YAHOO] = "www.yahoo.com",
    [GOOGLE] = "www.google.com"
};

這樣子不管enum裡的順序怎麼改變，new_style_weburl對應關係都能維持正確。
有興趣的可以參考Designated Initializers學到更多。

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趁著Android 4.3的出現，記錄一下如何編譯一個Android環境。

首先，建立一個Android目錄。

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$ mkdir Android && cd Android
$ mkdir bin && cd bin
$ curl https://dl-ssl.google.com/dl/googlesource/git-repo/repo > /repo
$ chmod a+x repo
$ cd ..

建立一個source的目錄存放程式碼。

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$ mkdir source && cd source 
$ ../bin/repo init -u https://android.googlesource.com/platform/manifest -bandroid-4.3_r2.1

開始下載，時間很久，請耐心等待

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$ ../bin/repo sync

建置環境

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$ source build/envsetup.sh
$ lunch full-eng
$ make -j 4

完成之後執行開啟模擬器

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$ emulator

如果又更多問題，可以參考官網的說明，建議在64 bits的Linux底下操作。

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接續上個範例

我們將add2這個函數從demo中題取出來，建立一個math library，讓其他人使用。
提供header file跟library，header file放在include目錄底下，source code放在lib底下>
我們的header file： MyMath.h

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#ifndef _MyMath_H_
#define _MyMath_H_
int add2(int, int);
#endif

實作add2.c

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#include "MyMath.h"
int add2(int a, int b) { return a + b; }

重點的CMakeLists.txt部分

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ADD_LIBRARY(mymath STATIC add2.c)

重新改寫我們的demo

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

以及CMakeLists.txt

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ADD_EXECUTABLE(demo demo.c)
TARGET_LINK_LIBRARIES(demo mymath)

目錄下的CMakeLists.txt也要跟著更新

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PROJECT(CMakeDemo C)
cmake_minimum_required(VERSION 2.8)
SET(EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/bin)
SET(LIBRARY_OUTPUT_PATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/bin)
INCLUDE_DIRECTORIES(${PROJECT_SOURCE_DIR}/include)
SUBDIRS(src lib)

在城市規模小的時候，直接寫Makefile是個比較快的解決方案，不過當規模更大，以及要跨平台的時候，CMake的優勢就出現了。

如何使用編譯參數

上面這個範例，我們是使用static library，我們假設要在編譯的時候選擇是要用static library或是shared library，該怎麼進行。

重新改寫 lib/CMakeLists.txt

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if (ENABLE_SHAREDLIB)
ADD_LIBRARY(mymath SHARED add2.c)
else()
ADD_LIBRARY(mymath STATIC add2.c)
endif()

之後我們在產生Makefile之前下以下參數就能選擇了

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$ cmake .. -DENABLE_SHAREDLIB=TRUE

這樣就能選擇編譯成shared librarry了。

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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
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#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。

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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。

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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。

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ADD_EXECUTABLE(demo demo.c

這樣我們就能在bin底下看到demo了。

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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
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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。

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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。

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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
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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。

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在StackOverFlow看到的一個範例。

lang: cpp
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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
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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>) {}
};

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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。

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#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

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$ 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。

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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
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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。

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

    MySub1();

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

    return 0;
}

原理