第十三號艦隊

Summary about C++17 Part 2

Posted on 2017-11-11 Edited on 2025-08-10 In C++

if constexpr

以往我們可能寫出類似這樣的程式碼

#include <string>
template <typename T>
int func(T) {
    return -1;
}
template <>
int func(std::string v)
{
    return 12;
}
template <>
int func(int)
{
    return 34;
}
int main()
{
    return func(std::string("123"));
}

如今我們可以寫成這樣

#include <string>
template <typename T>
int func(T) {
    if constexpr (std::is_same_v<T, std::string>) {
        return 12;
    } else if constexpr(std::is_same_v<T, int>) {
        return 34;
    } else {
        return -1;
    }
}
int main()
{
    return func(std::string("123"));
}

省去了很多的冗於
如果配合variant來使用，程式碼可以寫成這樣

#include <string>
#include <variant>
using unionType = std::variant<std::string, int>;
int main()
{
    unionType v = 3;
    return std::visit([](const auto &v) {
        using T = std::decay_t<decltype(v)>;
        if constexpr (std::is_same_v<T, int>) return 12;
        else return 34;
    }, v);
}

Class Deduction guide

在c++17之前，寫了很多這樣子的程式碼

1 2	std::mutex m; std::lock_guard<std::mutex> lock(m);

為什麼函數可以推導出型別，而類型不行，於是C++17放寬了這條件

1 2	std::lock_guard lock(m); std::vector v{1, 2, 3};

當然，也是有explicit class deduction guide的，請參考reference

template `<auto>`

目前看起來沒什麼用的feature
未用c++17前程式碼長這樣

template <typename T, T v>
struct integral_constant {
    static constexpr T value = v;
};
integral_constant<int, 1024>::value;

用了C++17後

template <auto v>
struct integral_constant {
    static constexpr auto value = v;
};
integral_constant<1024>::value;

nested namespace

早該有的東西, 結果拖到這麼後面才加進來

namespace X {
    namespace Y {
        struct Foo;
    }
}

現在可以寫成

1
2
3

namespace X::Y {
    struct Foo;
}

Fold expression

以加法為範例
在c++17之前的寫法

template<typename T>
T sum(T v) {
    return v;
}
template<typename T, typename... Args>
T sum(T first, Args... args) {
    return first + sum(args...);
}

把sum寫成兩部分，雖然不是不行，不過總覺得被切割加重學習負擔
用上if constexpr

template<typename T, typename... Args>
T sum(T first, Args... args) {
    if constexpr (sizeof...(Args) == 0) {
        return first;
    } else {
        return first + sum(args...);
    }
}

好一點了，用上Fold expression會變成怎樣

template<typename ...Args>
auto sum(Args&&... args) {
    return (args + ...); // OK
}

跟if constexpr方法比是更精簡了一點，不過多了一堆語法規則，實在不太划算

Reference

— A Tour of C++ 17: If Constexpr
— C++17中的deduction guide
— C++17 Fold Expressions

Summary about C++17 Part 1

Posted on 2017-10-14 Edited on 2025-08-10 In C++

對於C++17特性的文章已經有很多了，歸納自己的想法寫成幾篇文章

if / switch init

覺得很有用的特性之一
在沒有C++17之前，程式碼大概長這樣

void test() {
        Foo *ptr = get_foo();
        if (!ptr)
                do_something();
        else
                ptr->do_something();
        more_code();
}

在C++17之後

void test() {
        if (Foo *ptr = get_foo(); !ptr)
                do_something();
        else
                ptr->do_something();
        more_code();
}

Structure Binding

在沒有Structure Binding時，程式碼大概長這樣

std::tuple<int, double> stuff();
auto tup = stuff();
int i = std::get<0>(tup);
double d = std::get<1>(tup);

或者是

1
2
3

int i;
double d;
std::tie(i, d) = tup;

不過都比不上

1	auto [i, d] = stuff();

傳統的

1	errcode doSomething(obj *out_value);

之後會變成

1 2	std::tuple<obj, errcode> doSomething(); auto [obj, err] = doSomething();

有點golang的感覺

不過看看以下程式碼

struct Foo
{
        int x = 0;
        std::string str = "world";
        ~Foo() { std::cout << str << "\n"; }
};
{
	auto [x, s] = Foo();
	std::cout << "Hello ";
	s = "Goodbye";
}

結果出乎意料，不是大家所想的copy by value，而是copy by reference
Compiler大概做的是像這樣

int main()
{
        auto temp = Foo();
        std::cout << "Hello ";
        temp.str = "Goodbye";
}

還有下面這個範例

struct X { int i = 0; };
X makeX();
int main()
{

        X x;

        auto [ b ] = makeX();
        b++;
        auto const [ c ] = makeX();
        c++;
        auto & [ d ] = makeX();
        d++;
        auto & [ e ] = x;
        e++;
        auto const & [ f ] = makeX();
        f++;
}

– c++ 編譯不過，因為這是bind to const reference
– auto & [d] = makeX() 編譯不過，因為left reference不能bind to right value
– f++ 編譯不過，理由同第一條

Reference

— cpp17_in_TTs

Difference between auto and decltype(auto)

Posted on 2017-10-10 Edited on 2025-08-10 In C++

看看以下程式有什麼不一樣

#include <iostream>
using namespace std;
struct Obj {
	Obj() { cout << "Default Constructor\n"; }
	~Obj() { cout << "Destructor\n"; }
	Obj(const Obj &) { cout << "Copy Constructor\n"; }
	Obj(Obj &&) { cout << "Move Constructor\n"; }
};
template <typename T>
auto outer(T && obj) {
	return std::forward<T>(obj);
}

int main()
{
	auto& obj = outer(Obj());
	return 0;
}

和

template <typename T>
decltype(auto) outer(T && obj) {
	return std::forward<T>(obj);
}

差異就在於auto和decltype的用途不太一樣，auto會去掉reference，而decltype(auto)不會

C++11’s solution

C++11也可以達到decltype(auto)的方式，不過寫法比較繁瑣

template <typename T>
auto outer(T&& obj) -> decltype(std::forward<T>(obj)) {
	return std::forward<T>(obj);
}

Introduction to cgroup

Posted on 2017-09-23 Edited on 2025-08-10 In Linux

cgroup是linux用來限制program使用Computer resource的一種方法
也是Docker的基礎

首先先安裝cgroup

$ sudo apt install cgroup-bin
``` 
寫個程式

``` python
count = 0
while True:
        count = count + 1

不用看也知道他絕對吃滿cpu resource

所以該怎麼限制，例如只讓他吃20%的CPU

先建立cgroup的群組

$ cd /sys/fs/cgroup/cpu # 管理CPU資源的地方
$ sudo mkdir calm # 建立一個目錄
$ ls calm # 自動產生和cpu有關的規則
cgroup.clone_children  cpuacct.stat   cpuacct.usage_percpu  cpu.cfs_quota_us  cpu.stat           tasks
cgroup.procs           cpuacct.usage  cpu.cfs_period_us     cpu.shares        notify_on_release

接著把我們程式限制的規則加入群組 以下動作需要root權限，sudo無法執行

1 2	$ echo 20000 > calm/cpu.cfs_quota_us # 預設值是100000，20000正好是20% $ echo 3255 > calm/tasks # 3255 是程式的 PID

接著我們就能看到程式CPU使用率就只剩20%了

Another method

也可以用自定義規則的方式

$ sudo cgcreate -g cpu:calm # 一樣是建立 cpu calm
$ sudo cgset -r cpu.cfs_quota_us=20000 calm # 跟上面差不多
$ sudo cgget calm # 列出calm的所有規則
$ sudo cgdelete calm

如果要執行程式的話

1	$ sudo cgexec -g cpu:calm python busy.py

跟上面有同樣的效果

Define custom error_code in C++11

Posted on 2017-09-11 Edited on 2025-08-10 In C++

之前大概有寫過C++11 error_code的文章，不過覺得不夠清楚
這篇當作補充

定義Error

為了示範，僅定義幾個錯誤

#include <system_error>
enum class MyErrC {
	FileNotFound = 1,
	InvalidArgs
};

定義Error Category

定義Error的Domain，需要繼承自std::error_category，範例如下

class MyErrCategory : std::error_category {
public: 
	const char* name() const noexcept override { return "MyErrCategory";  }
	std::string message(int ev) const {
		switch (static_cast<MyErrC>(ev)) {
		case MyErrC::FileNotFound:
			return "File not found";
		case MyErrC::InvalidArgs:
			return "Invalid Args";
		default:
			return "(unrecognized error)";
		}
	}
};

make_error_code

定義完Error Class和Category Class之後，就可以寫出make_error_code

std::error_code make_error_code(MyErrC e)
{
	static const MyErrCategory category{};
	return { static_cast<int>(e), category };
}

helper structure

不過就算這樣還是有點麻煩，我們希望寫出這樣的程式碼

1	std:error_code err = MyErrC::FileNotFound;

因此需要一個helper structure

namespace std
{
	template <>
	struct is_error_code_enum<MyErrC> : true_type {};
}

因此上面那行程式碼就能通過編譯了

Reference

– Your own error code

Type deduction in C++ Range-Base Loop

Posted on 2017-09-09 Edited on 2025-08-10

自從C++11有了auto和decltype之後，整個coding style有了很大的改變
現在我們有一個字串統計的map，該怎麼走訪這個map才好

1	map<string, int> wordCount;

pre-C++11

沒別招了

for (map<string, int>::iterator it = wordCount.begin();
	it != wordCount.end(); ++it) {
	// do something
}

雖然可以用typename簡化map<string, int>::iterator不過大同小異，看起來也不怎麼美觀

C++11

auto被賦予了新生命，於是可以寫出這樣的程式碼

1
2
3

for (auto &p : wordCount) {
	// do something
}

C++17引進了structure binding進一步簡化

C++17

1
2
3

for (auto &[word, count] : wordCount) {
	// do something
}

Parse string in C++

Posted on 2017-07-29 Edited on 2025-08-10 In C++ , Boost

不管從哪個角度看，切割字串都不是件簡單的工作
即便是簡單的字串格式

The simplest Example

先來個C語言處理方式

#include <stdio.h>
int main()
{
	char str[] = "Tom 42";
	int value;
	char name[30];
	sscanf(str, "%s %d", name, &value);
	printf("%s %d\n", name, value);
}

C++的版本

#include <sstream>
#include <iostream>
int main()
{
	std::string str = "Tom 42";
	int value;
	std::string name;
	std::stringstream ss;
	ss << str;
	ss >> name >> value;
	std::cout << name << " " << value << "\n";
}

看起來相差無幾，也沒需要動用到其他武器的地方
不過如果情況更複雜該怎麼辦

More Complex issue

例如輸入的字串是Tom: 42
如果什麼都不改的話，name會得到Tom:，不是我們想要的
如果改C語言的版本Parse string的字串

1	sscanf(str, "%s: %d", name, &value);

結果也不是我們想要的
看看C++的版本，不改的話結果一樣
如果改成這樣

1
2
3

int value;
std::string name, unused;
ss >> name >> unused >> value;

很顯然地也不對

Strtok

如果不動用重型武器，這是我唯一想得出來的方法

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
	char str[] = "Tom: 42", *p = strtok(str, ":");
	int value;
	char name[30];
	strcpy(name, p);
	p = strtok(NULL, ":");
	value = atoi(p);
	printf("%s %d\n", name, value);
}

雖然解決了問題，不過程式碼支離破碎，維護起來也是麻煩透頂
萬一字串變成 Tom: 42, 123該怎麼辦

Boost Spirit

這世上不缺聰明人，想到了優雅到爆炸的作法
在C++內嵌DSL Parser解決問題，而使用的就是Boost Spirit
不過要說缺點的話，出錯Debug很麻煩

#include <string>
#include <boost/spirit/include/qi.hpp>
namespace qi = boost::spirit::qi;
int main()
{
	std::string str = "Tom: 42";
	typedef std::string::const_iterator It;
	It iter = str.begin(), end = str.end();
	int value;
	std::string name;
	bool r = qi::phrase_parse(iter, end, 
		(*(qi::char_ - ':') >> ":" >> qi::int_), qi::ascii::blank, 
		name, value);

	if (r && iter == end) {
		std::cout << "Parsing succeeded\n";
		std::cout << name << " " << value << "\n";
	}
	else {
		std::cout << "Parsing failed\n";
		std::cout << "stopped at: \"" << std::string(iter, end) << "\"\n";
	}
}

就如同上面說的如果要修改字串成Tom: 42, 123
我們可以將Parser寫成

1
2
3

bool r = qi::phrase_parse(iter, end, 
	(*(qi::char_ - ':') >> ":" >> qi::int_ >> "," >> qi::int_), qi::ascii::blank, 
	name, value, value1);

高明的不得了

Rule & Grammer

當要Parse的字串越來越複雜，就可以自己定義Grammer和Rule了

#include <string>
#include <boost/tuple/tuple.hpp>
#include <boost/spirit/include/qi.hpp>
#include <boost/fusion/include/boost_tuple.hpp>
using MyTuple = boost::tuple<std::string, int, int>;
namespace qi = boost::spirit::qi;
template <typename Iterator, typename Skipper = qi::ascii::blank_type>
struct StringGrammar : qi::grammar <Iterator, MyTuple(), Skipper> {
	StringGrammar() : StringGrammar::base_type(parser, "StringParser Grammar") {
		name = *(qi::char_ - ':');
		value = qi::int_;

		parser = name >> ":" >> value >> "," >> value;
	}
private:
	qi::rule<Iterator, MyTuple(), Skipper> parser;
	// lexemes
	qi::rule<Iterator, std::string(), Skipper> name;
	qi::rule<Iterator, int(), Skipper> value;
};
int main()
{
	std::string str = "Tom: 42, 123";
	typedef std::string::const_iterator It;
	StringGrammar<It> grammer;
	It iter = str.begin(), end = str.end();
	MyTuple v;
	bool r = qi::phrase_parse(iter, end, 
		grammer, qi::ascii::blank,
		v);

	if (r && iter == end) {
		std::cout << "Parsing succeeded\n";
		std::cout << boost::get<0>(v) << " " << boost::get<1>(v) << " " << boost::get<2>(v) << "\n";
	}
	else {
		std::cout << "Parsing failed\n";
		std::cout << "stopped at: \"" << std::string(iter, end) << "\"\n";
	}
}

經過測試，如果省略後面Skipper的模板定義，整個Grammer不會正常運作

Reference

– Home of The Boost.Spirit Library
– Parsing with Spirit Qi
– spirit.Qi in boost

Introduction to Woboq CodeBrowser

Posted on 2017-07-15 Edited on 2025-08-10

最近都在猛K機器學習, 有點荒廢了寫作
終於有時間可以寫點東西, 常常有在網路上看程式碼的需求,
於是就有新的工具誕生了

Build Woboq CodeBrowser

$ sudo apt install clang llvm libclang-dev
$ git clone https://github.com/woboq/woboq_codebrowser
$ cd woboq_codebrowser
$ cmake . -DLLVM_CONFIG_EXECUTABLE=/usr/bin/llvm-config -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
$ make -j 4

Take an example

$ git clone https://github.com/basiliscos/cpp-bredis
$ cd cpp-bredis
$ OUTPUTDIRECTORY=~/public_html/codebrowser
$ DATADIRECTORY=$OUTPUTDIRECTORY/../data
$ BUILDIRECTORY=$PWD
$ VERSION=`git describe --always --tags`
$ cmake . -DCMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS=ON
$ ~/woboq_codebrowser/generator/codebrowser_generator -b $BUILDIRECTORY -a -o $OUTPUTDIRECTORY -p codebrowser:$BUILDIRECTORY:$VERSION
$ ~/woboq_codebrowser/indexgenerator/codebrowser_indexgenerator $OUTPUTDIRECTORY
$ cp -rv ~/woboq_codebrowser/data $DATADIRECTORY

值得注意的是, 這邊用cmake的out of build不起作用
所以就只能在root directory放在一起

之後就可以直接用Browser來看程式碼了

Build Caffe2 on Visual Studio 2017

Posted on 2017-06-07 Edited on 2025-08-10

忽略其他 3rd-party的部分, 編譯一個極簡版的caffe2
為了方便, 把步驟記錄起來

Dependency

– CMake
– Python3
– Numpy

下載程式碼

1	git clone --recursive https://github.com/caffe2/caffe2.git

接著進入Visual studio native tools command prompt進行編譯過程

Build Protoc

1	scripts\build_host_protoc.bat

warning都可以忽略, 可以產生可用的protoc

Build Caffe2

1	scripts\build_windows.bat

這樣就能產生caffe2 library了, 也可以打開caffe.sln來看

其實最麻煩的反而是’Dependecny`那塊, 需要手動安裝
目前的Caffe2只支援CPU Mode

Experience on C++ concepts

Posted on 2017-05-05 Edited on 2025-08-10 In C++

雖然Concept還沒正式列入C++ Standard中，不過提早經歷過總是好事..
Concept像Interface，定義一個靜態Concept該有些什麼東西
雖然可以用Interface完成，不過有時候我們不需要Runtime Polymorphism
常見的做法是用template來做

#include <iostream>
#include <string>
template <typename T>
void print(T obj)
{
        std::cout << obj.c_str() <<  ", length: " << obj.length() << "\n";
}
int main()
{
        print(std::string("123"));
        print(123);  // Compile error
}

這方法最大的問題就是error message很難看懂, 常常跟Template打交道就有感覺了

a.cpp: In instantiation of ‘void print(T) [with T = int]’:
a.cpp:23:11:   required from here
a.cpp:18:19: error: request for member ‘c_str’ in ‘obj’, which is of non-class type ‘int’
  std::cout << obj.c_str() <<  ", length: " << obj.length() << "\n";
               ~~~~^~~~~
a.cpp:18:51: error: request for member ‘length’ in ‘obj’, which is of non-class type ‘int’
  std::cout << obj.c_str() <<  ", length: " << obj.length() << "\n";

如果用Concept表達的話會是這個樣子

#include <stdio.h>
#include <string>
template <class T>
concept bool Printable() {
    return requires(const T& obj) {
            { obj.c_str() }-> const char *;
            { obj.length() } -> size_t;
    };
}
void print(Printable obj)
{
        printf("%d: %s\n", obj.length(), obj.c_str());
}
int main()
{
        print(std::string("123"));
        print(123);
}

a.cpp: In function ‘int main()’:
a.cpp:17:11: error: cannot call function ‘void print(auto:1) [with auto:1 = int]’
  print(123);
           ^
a.cpp:10:6: note:   constraints not satisfied
 void print(Printable obj)
      ^~~~~
a.cpp:4:14: note: within ‘template<class T> concept bool Printable() [with T = int]’
 concept bool Printable() {
              ^~~~~~~~~
a.cpp:4:14: note:     with ‘const int& obj’
a.cpp:4:14: note: the required expression ‘obj.c_str()’ would be ill-formed
a.cpp:4:14: note: the required expression ‘obj.length()’ would be ill-formed

面的Error告訴我們123不如的類型是int, 而int不符合 Printable這個Concept的要求

Limitiation

Concept只是Template的一層Wrapper而已，所以這樣的程式碼也是能通過的

emplate <class T>
concept bool Printable() {
    return requires(const T& obj) {
            { obj.c_str() }-> const char *;
            { obj.length() } -> size_t;
    };
}
void print(Printable obj)
{
        if (!obj.empty()) {
                std::cout << obj.c_str() <<  ", length: " << obj.length() << "\n";
        }
}

明明Printable中沒定義empty的觀念，不過程式還是編譯通過，這個時候只能多加留意了

if constexpr

Class Deduction guide

template <auto>

nested namespace

Fold expression

Reference

if / switch init

Structure Binding

Reference

C++11’s solution

Another method

定義Error

定義Error Category

make_error_code

helper structure

Reference

pre-C++11

C++11

C++17

The simplest Example

More Complex issue

Strtok

Boost Spirit

Rule & Grammer

Reference

Build Woboq CodeBrowser

Take an example

Dependency

下載程式碼

Build Protoc

Build Caffe2

Limitiation

template `<auto>`