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大山姆的機機車車™ #9

Samtsai -

我是山姆，《大山姆的機機車車™》是我的第一份電子報，希望透過這份小報，把我感興趣的資訊分享給同樣求知若渴的您。

本期的主題是一個「古老」的 C++ 技巧－Curiously Recurring Template Patterns (CRTP)。這個技巧不算常用，但學會了，以後使用 C++ 「描述」問題時，是個不錯用的武器。這個技巧常見於[函式,類別]庫的實作，特別是 Header-only Library。

James O. Coplien 於 1995 年提出 CRTP。Mr. Coplien 看過不同人使用類似的手法，有所領悟，將此手法整理成文章解釋這個手法的「迷人」之處。我將該文章 PDF 檔收錄於 Evernote 並載明出處。推薦一讀。

CRTP 是那種看第一眼會被嚇到，心智不健全者可能自我安慰「沒必要搞得這麼複雜」的技巧。這類技巧容易吸引「慣 C 人」嘲諷，遇到時謹記「沒有過於花俏的技術，只有不懂精要的弱魚」，大方「頂」回去！

CRTP 其中一個應用場景是實作 Static Polymorphism，即 Compile-time Polymorphism。有別於 Dynamic Polymorphism（Run-time Polymorphism），Static Polymorphism 的優點之一效能，避免了 Dynamic Dispatch 以及容易 Inline 程式碼，因此常會有顯著的效能提昇（與 Dynamic Polymorphism 相比）。

底下是幾個 C++ 重要觀念，新手越早弄清楚越好：

  • Compile-time vs. Run-time
  • Class vs. Object
  • Value vs. Reference vs. Pointer
  • Scope

try { deliverOnTime(); } catch (const std::exception&) { printf("sorry!");}

➫ ➫ ➫ 最近被一個棘手的驅動程式臭蟲搞得心力交瘁，幾乎奮戰了七天七夜，快成「喪屍」還沒把握全身而退。「不怕臭蟲一直來，就怕臭蟲出不來」絕對是軟工最恨排行榜前三。⛈

人物誌

這一期偷個懶，跳過人物觀察...

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這隻是多年前在我車窗外短暫停留的飛行物，虎虎生蜂[/caption]

參兩摘

What the Curiously Recurring Template Pattern can bring to your code - Fluent C++

Fluent C++ 的 Jonathan Boccara 寫了一系列共三篇文章講解 CRTP 的原理與應用。底下是另外二篇：

Johnathan 的部落格文章品質優良，是近年廣受歡迎的 C++ 部落客，務必訂閱。

The Curiously Recurring Template Pattern in C++

開站近十五年，Eli Bendersky 的文章也是篇篇好看。

ACCU  :: Better Encapsulation for the Curiously Recurring Template Pattern

這篇從 Encapsulation（封裝）的角度切入，說明 CRTP 的用途以用法。

Curiously Recurring Template Pattern - YouTube

CRTP is a means to get compile-time polymorphism in C++. Join us as we look at how it works along with a a discussion of complete vs incomplete types

CRTP -  Curiously Recurring Template Pattern in C++

速度適中的 CRTP 技巧教學，使用的範例碼容易理解。

CppCon 2017: Louis Brandy “Curiously Recurring C++ Bugs at Facebook”

這支影片無關 CRTP，而是臉書工程師列出自家 C++ 程式碼常見的臭蟲。

摘影片

CppCon 2017: Andrew Sutton “Meta”

延續 Herb Sutter 的演講，Andrew Sutton 稱 Reflection 為執行時期轉編譯時期的操作， Inject 為編譯時期插入動態時期的操作。

Andrew 的前一場演講 《CppCon 2017: Andrew Sutton “Reflection”》 展示實作 Reflection 概念的介面適合使用樣板，畢竟 C++ 對於編譯時期決定相當熟悉。

這場演講則展示實作 Inject 適合使用動態連結匿名類的機制，這個匿名類跟 Lambda 有點像，因為 Lambda 本身具備 operator ， C++20 擷取子句能使用 this 。

By Sidney Niu

Understanding compiler optimization

編譯器優化最重要的演講肯定是這場，這題目是連續三年的 keynote presentation。

Clang AST 轉成 LLVM IR 之後在優化前首要解決的問題是 Canonicalization，C++ 擁有大量特性導致同樣結果的寫法可以千變萬化，而 Clang 在近年大幅成長也是因為解決了此問題。

最後 IR 轉成控制流程圖，這裡是優化演算法的核心，先優化有向圖的最末端迴圈區，一路解開至進入點，此優化系統方法讓 Clang 成為目前地表最強的 C++ 編譯器。

這些演算法主要跟谷歌大力投入有關，微軟也讓 VS15 高度支援 Clang 。 當初 GCC 從 C 語言換成 C++ 是因為 Ian Lance Taylor 說 C++ 效能與維護性都比 C 好 (Write gcc in C++)，但是近年 GNU 很明顯人力吃緊導致實作速度明顯跟不上標準，還被 Ian 說〝FSF is not writing code.〞。

中英對照：控制流程圖(Control Flow Graph)

By Sidney Niu

Handmade Hero Chat 014 - CRTP and Library Design

第一期的人物 Casey Muratori 的《Handmade Hero》系列影片第 014 集，以遊戲開發的角度出發說明 CRTP 的寫法與用法。觀看需要有點基礎，C++ 新手勿入。

[embed https://youtu.be/EhtxDXlrJ6Y?t=24m57s]

開源專案

loguru: A lightweight C++ logging library

每一個不是鬧著玩的軟體專案都需要 Logging，留下程式執行記錄對於「事後」分析與釐清案情非常有用。C++ 的 Logging Library 不少，常見的有 glog, Easyloggin++, spdlog, plog。loguru 是新發現，我在最近新開的專案中使用了這個 Single Header Only library。

常見的 C++ log 語法有兩種，一種函數呼叫，另一種串流型式（Stream）。我比較偏愛串流型式，glog 屬這類。而 loguru 兩種都支援，真討喜。loguru 還內建了 Benchmark 機制，可用來量測某段程式碼的執行效能。

目前 loguru 的文件尚不完整，不過由於是開源專案，使用上有問題應可由原始碼找到解答。

WorkFlowy Tips

[077] WorkFlowy 外掛 WorkFlowy Clipper

除了寫作、記錄點子、以及會議記錄外，WorkFlowy 也是我主要的「瀏覽器書籤」。每次找到一個有趣的網站，我會用 WorkFlowy Clipper 「抓」下來，便於日後使查找。搭配「標籤（Tag）」，搜尋起來很容易。

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