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Function TemplateShort Articles 2012. 3. 31. 09:31'Short Articles' 카테고리의 다른 글
시간을 초로 환산하는 템플릿 코드Code Snippet 2012. 3. 24. 01:38간단한 템플릿의 부분 특수화를 이용하는 코드입니다.
2013-03-27 : 불필요한 특수화 제거 , GameCodi - ToOLs 님의 개선된 코드로 업데이트. 사용은 다음처럼 할 수 있습니다. 'Code Snippet' 카테고리의 다른 글
C++ Template, Expression Templates #4Short Articles 2012. 2. 22. 20:05표현식 템플릿은 숫자 배열 클래스를 지원하기 위해 고안된 프로그램이 기술입니다
이번 아티클은 다음과 같이 진행합니다 1. 단순한 배열 클래스 구현하여 배열 연산에 대한 문제제기 2. 표현식 템플릿 구현 3. 표현식 템플릿을 아는 랩퍼클래스 구현 4. 실재 표현식 템플릿 사용해서 어떻게 동작하는 방법 추적
전체 표현식을 다 읽기 전에는 표현식의 일부만 계산하지 않고 전체 계산하기전에 어떤 객체에 무슨 연산이 적용되었는지 기록하는 것이 표현식 템플릿의 핵심입니다
첫시간에 SArray 단순 배열 클래스를 만들었습니다
두번째에 A_Add, A_Mult, A_Scalar에 대해서 배웠습니다
(스칼라 때문에 A_Traits 이라는 특질클래스도 배웠습니다)
세번째에 Array 클래스와 연산자 배웠습니다
처음으로 돌아가서 배열 연산을 해봅시다 이 연산 부터 알아봅시다 1.2*x 연산자 오버로딩 중에 스칼라와 배열 곱셈연산이 호출됩니다 지저분 하네요 --; 이전에 설명 했습니다 템플릿 인자 추론(template argument deduction)이 되네요 operator* 의 Parameters : Arguments 로 구분하면 T const& s : 1.2 Array T는 double 이고 R2는 SArray double const& s , Array 리턴타입 Array<T,A_Mult<T,A_Scalar<T>,R2> > 은 A_Scalar<T>와 R2 곱셈연산 결과를 A_Mult<T,A_Scalar<T>,R2> 가지고 있고 다른 곱셈 및 덧셈에 연산하기 위해 Array 래퍼클래스에 담고 있습니다 해당 객체를 생성자 리턴하는 아주 간결한(?) 코드 입니다 그러니까 A( B(c,d) ) 이런 구문이라고 할까요? A객체를 생성하려면 B객체를 필요하고 B객체를 생성하려면 c,d 가 필요한경우 입니다 Array<...>(...) 결국 껍데기는 Array 이거이죠. 생성자를 호출한 코드입니다 Array<T,A_Mult<...> >(A_Mult<...>(...) ) Array에 실재 저장 하는 배열클래스를 넣어야 합니다 Array 생성자에 인수가 넣어야 하잖아요 그럼 Array는 끝났습니다 그런데 A_Mult가 남았네요 A_Mult 생성자를 넣어야 합니다 Array<T,A_Mult<T,A_Scalar<T>,R2> >(A_Scalar<T>(s), b.rep())); 그래서 이렇게 나왔습니다 x*y 두 배열의 곱셈연산이 호출됩니다 이 연산도 설명해드려야 하는 거죠?? ㅡㅡ; 인자추론을 하면 Array<T,R1> const& a : x Array<T,R2> const& b : y T는 double 이고 R1는 SArray R2는 SArray 입니다 두 배열간 곱셈 연산도 생성자 호출인데요 1.2*x + x*y 더하기 입니다 이것도 동일합니다 인자추론하면 어떨까요? Array<T,R1> const& a : 1.2*x 타입은 Array<double, A_Mult< double ,A_Scalar< double >,SArray> > Array<T,R2> const& b : x*y 타입은 Array< double , A_Mult< double , SArray , SArray > > T는 double이고 R1는 A_Mult< double ,A_Scalar< double >,SArray> , R2는 A_Mult< double , SArray , SArray > 입니다 리턴타입은 Array<double, A_Add<double, A_Mult< double ,A_Scalar< double >,SArray> , A_Mult< double , SArray , SArray > > >입니다 겁나 거대한 클래스가 만들어졌습니다 어떤 객체에 무슨 연산이 적용되었는지 기록 한 객체가 만들어 졌습니다 이제 실제 연산을 해봅시다 x = 1.2*x + x*y Array의 할당연산자는 이렇게 구현되어 있었습니다 반복문을 돌면서 할당하고 있습니다 []연산자를 사용하고 있네요 A_Add 에서는 op1[idx] + op2[idx] op1 은 A_Mult< double ,A_Scalar< double >,SArray> op2 는 A_Mult< double , SArray , SArray > [] 연산자를 사용합니다 A_Mult 에서는 이렇게 됩니다 Array의 할당 연산이 배열크기만큼 할당을 하며, A_Add, A_Mult 의 [] 연산이 자신들이 저장하고 있는 배열의 계산을 해버립니다 실질적으로 이런연산이 됩니다 발표자료 올립니다 버전업 되었습니다 'Short Articles' 카테고리의 다른 글
C++ Template, Expression Templates #3Short Articles 2012. 2. 21. 22:50표현식 템플릿은 숫자 배열 클래스를 지원하기 위해 고안된 프로그램이 기술입니다
이번 아티클은 다음과 같이 진행합니다 1. 단순한 배열 클래스 구현하여 배열 연산에 대한 문제제기 2. 표현식 템플릿 구현 3. 표현식 템플릿을 아는 랩퍼클래스 구현 4. 실재 표현식 템플릿 사용해서 어떻게 동작하는 방법 추적
전체 표현식을 다 읽기 전에는 표현식의 일부만 계산하지 않고 전체 계산하기전에 어떤 객체에 무슨 연산이 적용되었는지 기록하는 것이 표현식 템플릿의 핵심입니다
첫시간에 SArray 단순 배열 클래스를 만들었습니다
A_Add, A_Mult, A_Scalar에 대해서 배웠습니다
(스칼라 때문에 A_Traits 이라는 특질클래스도 배웠습니다)
이것을 가지고는 표현식 템플릿을 할 수 없습니다
이 표현식 템플릿을 알고 있는 랩퍼클래스 Array 만들어야 합니다
template <typename T, typename Rep = SArray<T> > class Array; Array가 값을 저장하는 실제 배열일 경우 SArray가 되며 A_Add나 A_Mult처럼 표현식을 나타낼 경우에는 중첩된 템플릿 식별자가 될 수도 있다 많은 연산들이 Rep 객체에 전달되기만 한다 이제 연산자를 구현해보자 이제부터 어려운 부분 시작입니다 정신을 똑바로 차리시고 코드에 집중해 주세요 두 배열의 덧셈입니다 복잡합니다 ㅠㅠ 템플릿 template <typename T, typename R1, typename R2> T는 자료형이고요 R1, R2는 실제 배열클래스입니다 여기서는 SArray가 되겠죠? 리턴타입은 Array<T,A_Add<T,R1,R2> > Array인데 자료형은 T이고 실재저장형은 A_Add<T,R1,R2> 인데 이것은 A_Add<T,R1,R2>은 R1,R2 저장한 결과 담고 있는 배열 이라고 생각해도 된다고 했죠 실재 저장한것이 아니라 R1과 R2 객체에 덧셈연산을 적용되었다고 기록하는 것입니다 앞서 말씀드렸지만 [] 연산자를 호출할때 그때 저장해서 값을 리턴합니다 하지만 여기서 수식이 복잡해지므로 우선 저장한 결과를 담은 배열이라고 생각합시다 함수명 operator+ 연산자 오버로딩 했습니다 C++ 기본 기능 함수인자 Array<T,R1> const& a Array<T,R2> const& b 앞서 말씀드렸지만 R1, R2는 실제 저장 배열클래스입니다 여기서는 SArray 타입입니다 a는 자료형 T 실재배열 클래스 R1 값을 가지고 있는 레퍼클래스 Array의 객체 입니다 b도 마찬가지 입니다 리턴문 Array<T,A_Add<T,R1,R2> > (A_Add<T,R1,R2>(a.rep(),b.rep())); 가장 난해하면서 핵심 입니다 먼저 A_Add<> 객체를 생성 합니다 A_Add<T,R1,R2>(a.rep(),b.rep()) a.rep() 실재 저장된 배열 클래스를 반환하는 연산자 입니다 A_Add<T,R1,R2> 는 클래스 명이고요 A_Add<T,R1,R2>(a.rep(),b.rep())은 A_Add<T,R1,R2>클래스의 생성자 호출 입니다 그 다음에 리턴 타입 객체를 생성합니다 Array<T,A_Add<T,R1,R2> > 은 클래스 명 입니다 Array<T,A_Add<T,R1,R2> > (A_Add<T,R1,R2>(a.rep(),b.rep()))은 클래스 생성자 호출 입니다 템플릿이 들어가서 한눈에 알아보기가 힘들지만 어쨌든 생성자를 호출해서 리턴 합니다 Array를 리턴타입으로 사용하는 이유는 Array객체로 래핑해 배열의 데이터를 나타내는 다른 객체와 같이 사용할 수 있게 하는 것입니다 리턴된 Array<T,A_Add<T,R1,R2> > 객체가 다른 Array객체와 operator+ 연산이 가능해 집니다 다음은 배열 곱셈연산입니다 배열 덧셈연산과 동일한 과정을 거치므로 설명을 생략합니다 다음은 스칼라와 배열 곱셈 입니다 자~ 설명 들어갑니다 템플릿 template <typename T, typename R2> T는 자료형, R2는 실재 저장 배열 클래스 여기서는 SArray 입니다 리턴타입 Array<T, A_Mult<T,A_Scalar<T>,R2> > Array 인데 T는 자료형 A_Mult<T,A_Scalar<T>,R2> 저장배열 A_Mult<T,A_Scalar<T>,R2>는 A_Scalar<T>와 R2를 곱한 결과를 담는 배열 A_Scalar<T> 는 모두 같은 값이 배열 이고요 함수명 operator* 연산자 오버로딩 함수인자 T const& s 평범한 값 Array<T,R2> const& b R2를 실재 저장클래스로 갖고 있는 레퍼배열 클래스
리턴값 Array<T,A_Mult<T,A_Scalar<T>,R2> > (A_Mult<T,A_Scalar<T>,R2>(A_Scalar<T>(s), b.rep()));
먼저 s를 스칼라로 변경합니다 A_Scalar<T>(s) 스칼라 생성자 호출 두 배열을 곱셈 합니다 A_Mult<T,A_Scalar<T>,R2> 클래스 형 A_Mult<T,A_Scalar<T>,R2>(A_Scalar<T>(s), b.rep() ) 생성자 호출 리턴타입 Array<T,A_Mult<T,A_Scalar<T>,R2> > Array<T,A_Mult<T,A_Scalar<T>,R2> > (A_Mult<T,A_Scalar<T>,R2>(A_Scalar<T>(s), b.rep())); 생성자 호출 리턴된 Array<T,A_Mult<T,A_Scalar<T>,R2> > 객체는 다른 Array객체와 연산이 가능해 집니다 다음번은 실재 값을 사용해서 효율적인지 확인 해보겠습니다 'Short Articles' 카테고리의 다른 글
C++ Template, Expression Templates #2Short Articles 2012. 2. 17. 20:14표현식 템플릿은 숫자 배열 클래스를 지원하기 위해 고안된 프로그램이 기술입니다
이번 아티클은 다음과 같이 진행합니다 1. 단순한 배열 클래스 구현하여 배열 연산에 대한 문제제기 2. 표현식 템플릿 구현 3. 표현식 템플릿을 아는 랩퍼클래스 구현 4. 실재 표현식 템플릿 사용해서 어떻게 동작하는 방법 추적 우리가 실질적으로 해야 하는 배열 연산입니다 배열을 어떻게 효율적으로 연산을 할까요? 이번에 사용되는 표현식을 살펴봅시다 1.2*x + x*y  여기에서 X,Y가 배열 클래스 입니다 1.2는 스칼라를 나타내는 클래스로 변경되고요 +,* 는 바로 표현식 템플릿이 되는 겁니다 전체 표현식을 다 읽기 전에는 표현식의 일부만 계산하지 않고 전체 계산하기전에 어떤 객체에 무슨 연산이 적용되었는지 기록하는 것이 표현식 템플릿의 핵심입니다 이 트리를 전위순회로 변경하면 다음과 같습니다 이 트리를 전위순회로 변경하면 다음과 같습니다  +, *, 1.2 가 클래스 템플릿으로 변경하고 주어진 표현식을 다음과 같은 데이터형을 가지는 객체로 바꿔봅시다
A_Add< A_Mult<A_Scalar<double>, Array<double> >,
A_Mult<Array<double>, Array<double> > >
새로운 배열 Array 클래스 템플릿과 A_Scalar, A_Add, A_Mult 와 함께 사용되었습니다
무슨 연산이 적용되었는지 기록하는 것 입니다이제 본격적으로 알아봅시다 먼저 덧셈을 나타내는 A_Add 클래스입니다 여기서 중요한 것은 A_Add클래스는 배열의 덧셈연산을 나타내지만 실재 덧셈 연산을 하지 않습니다 다시 한번 언급하면 표현식 템플릿의 핵심 기술, 어떤 객체에 무슨 연산이 적용되었는지 기록하는 것 입니다 중요하니까 계속 반복할게요 여기 A_Add 클래스는 두 피연산자를 저장하고 덧셈 연산을 기록합니다 배열 참조 연산자에서 [] 덧셈을 기록하는 것입니다 두 피연산자를 저장했다가 A_Add 배열처럼 [] 접근할때 덧셈 연산을 한 결과를 제공합니다 그 다음은 곱셈을 나타내는 A_Mult 클래스 입니다 곱셈도 마찬가지 입니다 다시 한번 언급하면 표현식 템플릿의 핵심 기술, 어떤 객체에 여기 A_Mult 클래스는 두 피연산자를 저장하고 곱셈 연산을 기록합니다 배열 참조 연산자에서 [] 곱셈을 기록하는 것입니다 다음을 스칼라를 나타내는 A_Scalar 클래스입니다 스칼라는 모든 인덱스에 대해 같은 값을 가지고 있는 배열과 같으므로 배열 참조 연산자 []에서는 모두 같은 값을 반환 합니다 도우미 클래스 A_Traits 클래스 피연산자를 정의할 때 이렇게 정의를 했습니다
typename A_Traits<OP1>::ExprRef op1; // first operand
typename A_Traits<OP2>::ExprRef op2; // second operand
최종 연산이 이루어지기 전까지 어떤 객체에 무슨 연산이 적용되었는지 기록하는 것이
표현식 템플릿의 핵심입니다
대부분의 임시 노드들은 최상위 표현식과 관련이 있기에 전체 표현식 까지 살아 남아야 합니다 A_Scalar 노드는 예외 입니다 연산자 함수에 연결되며 전체 표현식의 계산이 종료 전에 사라집니다 (이게 왜그런지는 고민을 해보세요 그리고 저한테도 알려주세요 저도 잘 몰라서요) 스칼리 피연산자는 값으로 복사돼야만 합니다 A_Traits 클래스 특질 클래스로 스칼라 처리를 하였습니다 A_Scalar, A_Add, A_Mult 이 세 클래스로 통해 표현식 템플릿을 표현합니다 앞으로 알아보기 힘들 정도로 템플릿의 향연을 보실 겁니다 그전에 짚고 넘어가겠습니다 A_Add는 두 피연산자를 저장하고 덧셈연산을 기록 A_Mult는 두 피연산자를 저장하고 곱셈연산을 기록 A_Scalar는 스칼라 값을 배열처럼 처리하는 것 템플릿 안에 템플릿이 가능하듯이 또는 곱셈 후에 덧셈, 덧셈 후에 곱셈... 연산후에 연산 하듯이 사용이 가능합니다 말을 복잡하게 썻네요 즉 A_Scalar, A_Add, A_Mult는 또 다른 A_Add, A_Mult의 피연산자로 가능합니다 그럴때는 A_Add 두 배열을 덧셈을 저장한 배열 A_Mult 두 배열을 곱셈을 저장한 배열 A_Scalar 모두 같은 값을 같고 있는 배열 라고 판단하셔도 무관합니다 어짜피 시작을 배열연산에 발생하는 임시 변수의 비효율 때문에 템플릿 표현식을 언급했거든요 너무 길어 졌네요 다음에는 실제 저장소를 제어하고 표현식 템플릿을 알고 있는 Array 형 클래스를 만들겠습니다 'Short Articles' 카테고리의 다른 글
C++ Template, Expression Templates #1Short Articles 2012. 2. 8. 16:50표현식 템플릿은 숫자 배열 클래스를 지원하기 위해 고안된 프로그램이 기술입니다
이번 아티클은 다음과 같이 진행합니다 1. 단순한 배열 클래스 구현하여 배열 연산에 대한 문제제기 2. 표현식 템플릿 구현 3. 표현식 템플릿을 아는 랩퍼클래스 구현 4. 실재 표현식 템플릿 사용해서 어떻게 동작하는 방법 추적 배열 클래스를 구현해서 이런 계산을 해봅시다 단순한 배열 클래스 입니다 단순한 배열을 클래스로 구현하였습니다 산술연산자는 다음과 같이 구현합니다 자 배열 클래스와 연산자를 구현하였습니다 배열 계산을 해봅시다 코드상 배열을 클래스로 구현했다고 생각할 수 있습니다 그러나 이런 구현은 두가지 이유때문에 비효울적으로 알려져 있습니다 1. 연산자의 모든 응용은 적어도 하나의 임시 배열을 생성한다 2. 연산자의 모든 응용은 인자와 결과 배열에 대해 부가적으로 탐색한다 산술 배열 라이브러리의 초기 구현에서는 사용자들이 계산 할당자(+=,*=) 사용해 임시배열을 줄이게 권유했다고 합니다 이런 연산자를 사용하면 다음과 같이 수정할 수 있네요 표기 방식이 이상하고 여전히 tmp 배열이 필요하고 루프로 인해 메모리 읽기 대략 6000회, 쓰기 대략 4000회 사용합니다 우리가 원하는 실질적인 계산은 바로 이것입니다 배열을 어떻게 효율적으로 연산을 할까요? 'Short Articles' 카테고리의 다른 글
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