C++コミュニティーの中心でC++をDISる
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Boost.勉強会4にて発表した内容です。http://atnd.org/events/11551
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C++コミュニティーの中心でC++をDISる
- 1. C++コミュニティの中心で C++をDISる 田中英行
- 2. 自己紹介 • 田中 英行 (@tanakh, id:tanakh) • (株)Preferred Infrastructure 勤務 • Haskell好き/C++嫌い • C++歴13年 – 主にWindowsでゲームを作ったりしていました – 最近は仕事でコンソールアプリ書いてます
- 3. あらかじめおことわり • Boost.勉強会ということですが – Boost出てきません – むしろBoost良くわからないので教えてください！
- 4. 突然ですが • 今日はC++をDISる機会をいただきました！ • （通称）C++闇の軍団なる皆様方に於かれまし ては釈迦に説法以外の何物でもありません が… • 僭越ながら、C++をDISらせて頂きます
- 5. ご存知でしたか？ C++が今年の “Discriminating Hackersが選ぶ言語” に選ばれていたという事実を・・・
- 6. Discriminating Hackersの選ぶ言語 とは？ • ICFP という関数プログラミングの学会が • 毎年プログラミングコンテストを開催しています • 優勝チームの使っていた言語が、 “Discriminating Hackersの選ぶ言語” として讃えられ、無制限に自慢できる権利を与 えられます
- 7. 前回の優勝者＆言語
- 8. よりにもよって、 手続き型の、 それもC++が、 関数プログラミングの学会主催の コンテストで、 Discriminating 言語だなんて！
- 10. そして今年（去年）のICFP Contest 私の参加した チーム
- 11. やりました！ • 優勝者になって、好きな言語を選べる！ – しかし、ものすごくモメる • とりあえず使った言語列挙する – C++、Haskell、Python – すごくオーソドックスな組み合わせですね！ • ということで、今年（9月頃まで？）はくれぐれ もこれらの言語の悪口は謹んで頂くように！
- 12. しかし。 • 私はC++が好きではない – （C++を使ったのは主に私なんですが…） • 私が選んだのだから（Discriminating Hackerな のだから）その効力は私には及ぶまい（と勝 手にルールを解釈） • そこで・・・
- 13. 今年唯一（？）大手を振って C++の悪口を言える私が 思う存分C++をDISる
- 15. 概要 • 大きく3つのカテゴリに分けて、C++をDISる –型 – テンプレート – 関数プログラミング • お手柔らかにお願いします
- 16. Part 1: Type System その１：型
- 17. C++の型システム • Very Irritating！ • C++のストレスの約8割はこいつの所為
- 18. 同じ型を何度も書かされる • (int, int) -> int なる map を扱うとき map<int, map<int, int> > mm; for (map<int, map<int, int> >::iterator p = mm.begin(); p != mm.end(); p++){ map<int, int> &r = p->second; for (map<int, int>::iterator q = r.begin(); q != r.end(); q++){ .... } }
- 19. これが良くないところ • 単純に面倒 – Do not repeat yourself! • 変更に弱い – 何箇所も変更しないといけない
- 20. 例 • int -> double に変更 map<int, map<int, double> > mm; for (map<int, map<int, double> >::iterator p = mm.begin(); p != mm.end(); p++){ map<int, double> &r = p->second; for (map<int, double>::iterator q = r.begin(); q != r.end(); q++){ .... } }
- 21. typedef 使え typedef map<int, double> ogram; typedef map<int, ogram> tgram; tgram mm; for (tgram::iterator p = mm.begin(); p != mm.end(); p++){ ogram &r = p->second; for (ogram::iterator q = r.begin(); q != r.end(); q++){ .... } }
- 22. だが断る • 付けるべきではない名前を付けないといけない – しかも今回の場合2つ • なぜ名前をつけるべきではないのか？ – １．名前に意味が無い – ２．意味のない名前を考えるのは大変 – ３．（今回の場合）本質的には繰り返しではない
- 23. 0x使え map<int, map<int, double> > mm; for (auto p = mm.begin();p != mm.end(); p++){ auto r = p->second; for (auto q = r.begin();q != r.end(); q++){ .... } }
- 24. ０ｘ使わせて (´；ω；｀)
- 25. 読ませる気のないコンパイルエラー • 行番号しか参考になりません！ • gcc 4.5でデフォルト型引数の省略などが入っ たが… – そもそもの型が大きければ意味がない – これはC++ライブラリの構造上の問題か
- 26. 型推論が非力 • そもそも型推論とは何ぞや？ – 型なしプログラムから型ありプログラムの再構築 （Type Reconstruction） • C++0xでは、すべての型を推論できるわけではな い – ○ローカル変数（auto） – ○ラムダ式の返り値 – ×関数の引数 – ×クラスメンバ • Hindly-Milner型の型推論ができないものか
- 27. Part 2: template in C++ その2：テンプレート
- 28. テンプレート • みんな大好きテンプレート • だがしかし！ • テンプレートおかしいよテンプレート • C++のストレスの約8割はこいつの所為
- 29. テンプレートの型 • templateの型パラメータは、forallではない • たとえばこれは？ template <class T> T id(T v){ return v; } – ∀a => a -> a だろうか？ – 実は違う
- 30. テンプレートの型 • なぜなら、引数に対して任意の操作が可能だ から template <class T> void id(T v){ v.foo(); } – どういう型が付くのが妥当なのだろうか？ – 実際にはC++では、テンプレート関数（クラス） 自体には型はつかない（つけない）
- 31. そもそもC++テンプレートとは…？ • C++のテンプレートは何なの？ – 見た目StructualなSub-Typingを実現している – Sub-Type relationの解決をインスタンス時に各々 行う – コンパイル時に型レベルでコードを実行するよう なもの
- 32. その代償 • C++では、テンプレート関数を宣言時ではなく、 使用時にインスタンス化し、それに対して型 付けを行う • これはどういう事を招くか？ – テンプレート関数（クラス）を分割コンパイルでき ない – テンプレート関数自体に対しては型が付かない – （得られるコンパイルエラーが往々にして不可解）
- 33. 分割コンパイルできない • テンプレート関数を使用している箇所すべて に対して、その完全な定義が必要 – 基本、ヘッダファイルに全部書くことになる • これは何を招くのか？ – コンパイル速度の低下 – ファイル間の依存の増加
- 34. コンパイル速度 • 最悪の場合、コンパイル時間がファイル数の ２乗のオーダに ヘッダファイル ソースファイル
- 35. ファイル間の依存性 • インターフェースが変わらなくても、実装が変 わればコンパイルし直さなければならない • pimpl のようなバッドノウハウ – 実行速度低下 – コードがまどろっこしく
- 36. ヘッダに書くことによる問題 • namespace地獄 std::map<int, std::map<int, int> > mm; for (std::map<int,std::map<int, int> >::iterator p = mm.begin(); p != mm.end(); p++){ std::map<int, int> &r = p->second; for (std::map<int, int>::iterator q = r.begin(); q != r.end(); q++){ .... } } – using namespace させて…
- 37. テンプレートに型がつかない • テンプレート関数は定義のみではコンパイル されない – つまり型がつかない • 一方、型は非常に良いドキュメントになる – 型の重要なメリットの一つ • C++のテンプレートからは、これがすべて失わ れている
- 38. 例 • std::transform() template <class A, class B, class C> B transform(A, A, B, C); – これでは何のことやら
- 39. 例（２） • もちろん、人がある程度注釈することはできる template <class InputIterator, class OutputIterator, class UnaryOperator> OutputIterator transform(InputIterator first1, InputIterator last1, OutputIterator result, UnaryOperator op)； • しかし、これでは不十分 – Input/OutputIteratorが満たす要件は？ – UnaryOperatorとはなんなのか？ – これらはドキュメントに書くしかない • それは何の保証もない
- 40. パラメトリック多相の場合 • 何を渡さなければならないか一目瞭然 • どういう処理がされるかすら分かる場合も多い map :: (a -> b) -> [a] -> [b] map f xs = ...
- 41. 今は亡きコンセプトさん /二二ヽ | 今 | | 瀬 | | 腑 | | 戸 | | 之 | __| 墓 |__ ／ └──┘ ＼ |´￣￣￣￣￣￣| ｿ ｿ::::::::::::::::::::::::::::::::ｿｿ ／ ｿ￣|;;;;;;;lll;;;;;;;|￣ｿ ＼ |´￣￣ |. ［廿］ .|´￣￣.| |:::::::::::::::| |::::::::::::::| |:::::::::::::::|￣￣￣|::::::::::::::| .￣￣￣|__＿____|´￣￣゛
- 42. コンセプトがあれば… • テンプレート引数への要件の明示による ドキュメント性の改善 • インスタンス化→型チェックによらずに型 チェックができるようになり、コンパイルエラー の改善 • コンセプトさえあれば…
- 43. Part 3: Functional Programming その３：関数プログラミング
- 44. Haskell愛好家としては… • C++/C++0xでの関数プログラミングには 我慢ならない…！
- 45. オブジェクト指向＋関数型 • すべてのものはオブジェクトであるべき • （すべてのものは関数であるべき） • 関数がオブジェクトであるということ – 関数に付く方がすごく歪になる • 関数型ならシンプルなのに…
- 46. ラムダ式 • Haskell – ¥x -> x+1 • OCaml – fun x -> x • Scheme – (lambda (x) x) • C++ – [](int x){ return x+1; }
- 47. ラムダ式 • とにかくキモい。 int main() { [](){}(); }
- 48. ラムダ式 • とにかくキモすぎる。 int main() { [](){[](){[](){[](){[](){[](){}();[](){}();}(); [](){[](){}();[](){}();}();}();}();[](){[](){[]() {[](){}();[](){}();}();[](){[](){}();[](){[](){[] (){[](){}();[](){}();}();[](){[](){}();[](){}();} ();}();}();}();}();}();}();[](){[](){[](){[](){[] (){}();[](){[](){[](){[](){[](){[](){[](){}();[]( ){}();}();[](){[](){cout<<"やぁ(´・ω・`)"<<endl;}(); [](){}();}();}();}();[](){}();}();[](){[](){}();[ ](){}();}();}();}();}();[](){[](){}();[](){}();}( );}();}();[](){[](){[](){[](){}();[](){}();}();[] (){[](){}();[](){}();}();}();}();}();}(); }
- 49. ラムダ式 • どうしてこうなった – 予約語、後方互換… • まあ、それはおいといて。
- 50. ラムダ式の型 • ラムダ式の型がイケてない cout<<demangle(typeid([](int x){return x+1;}).name())<<endl； $ g++ -std=c++0x test.cpp $ ./a.out main::{lambda(int)#1} ？？？
- 52. 関数の型 • 関数の型を扱いたい時、functionクラスを用 いると簡単 – しかし、パフォーマンスの低下 • インライン展開されないなど – 単なるテンプレートパラメータが好まれる • 結局ドキュメントとしての型が得られない template <class A> template <class F, class A> A twice(function<A(A)> f, A v) A twice(F f, A v) { { return f(f(v)); return f(f(v)); } }
- 53. 多相関数 • C++0xのラムダ式は多相にならない – 例えば id x = x, id :: forall a . a -> a – のようなものが書けない – template <class A>[](A x){ return x; } – ↑ こういうモノが書けない
- 54. テンプレート関数の値 • C++ではテンプレート関数、それ自体は値とし て扱えない – 具体的な型でインスタンス化しないと値にならない – つまり、そのような式に付く型がない template <class T> T id(T x){ return x; } int main() { // auto f = id; // <- これにつく型は？ auto g = id<int>; // <- これは int->int }
- 55. 総称型がない • C++の型には総称型がない – すべての型は具体的な型の組み合わせ – つまり型パラメータがない – 多相関数に付けられる型がないのもまあ頷ける • ところが、Boost.Lambdaでは多相関数が扱え るらしい？ – 一体どういう事なのか？
- 56. Boost.Lambdaでのラムダ式 • 何故かできてしまう int main() { using namespace boost::lambda; auto f = _1; // ¥x -> x cout<<f(1)<<endl; // -> 1 cout<<f(3.14)<<endl; // -> 3.14 } • fの型は何なのか？ – forall a . a -> a をどうやって表現している？
- 57. Boost.Lambdaの型 • 出力してみる cout<<demangle(typeid(f).name())<<endl; boost::lambda::lambda_functor<boost::la mbda::placeholder<1> > • ？？
- 58. Boost.Lambdaの型（２） • もう少し複雑な例 int main() { using namespace boost::lambda; auto f = cout << _1 << '¥n'; cout<<demangle(typeid(f).name())<<endl; } boost::lambda::lambda_functor<boost::lambda::lambda_functor_base<boost::lambda::bitwise_action<boost:: lambda::leftshift_action>, boost::tuples::tuple<boost::lambda::lambda_functor<boost::lambda::lambda_functor_base<boost::lambda::b itwise_action<boost::lambda::leftshift_action>, boost::tuples::tuple<std::ostream&, boost::lambda::lambda_functor<boost::lambda::placeholder<1> >, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type> > >, char const, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type> > >
- 59. Boost.Lambdaの型（３） • 型が式を丸ごと持ってた！ – Expression Template • 確かにこれで型は付くのだけどインターフェー スとしては… • 型の型を要求する！
- 60. パターンマッチ • オブジェクト指向言語に関数型が取り込まれ るときに無視されるものの筆頭その1 • なんでない？ – なんでない言語が多い？ • なんでない？ – 絶対必要だと思うんですけども
- 61. パターンマッチのような物…？ • なんか提案されているらしい – さすがにこれは… variant< int , pair<int,double> , pair<int,int> , pair<double,int> > var; switch_(var) |= case_< pair<_1,_1> >(...) // matches pair<int,int> |= case_< pair<int,_> >(...) // matches pair<int,*> |= case_< pair<_,_> >(...) // matches pair<*,*> |= case_< int >(...) ;
- 62. カリー化 • オブジェクト指向言語に関数型が取り込まれ るときに無視されるものの筆頭その2 • もしかしてカリー化軽視されている？
- 63. カリー化の旨み • 純粋関数的に状態を持ちまわるというのが とてもやりやすくなる cnt acc i = (acc, cnt (acc+i)) let a = cnt 0 in let (v, b) = a 1 in –- v = 0 let (w, c) = b 2 in –- w = 1 let (x, d) = c 3 in –- x = 3 ... • オブジェクト vs 関数 • 関数プログラミングでは、次の状態として 関数を返すことがよくある(e.g. Iteratee)
- 64. まとめ
- 65. まとめ • まだまだ言いたいことはありますが… – iteratorはクソ – 例外周りがいろいろクソ – ADLはクソ – moveはクソ – 右辺値参照はクソ – GCないとかクソ – スマポはクソ – … • C++もいいところはあると思います – 適当に書いてもそこそこ速いコードが書ける – 0xでそれなりに改善されてる
- 66. おわりに • 私がC++から足を洗えるようになるのは いつになりますことやら • せめて0xを・・・！