Boost C++ 库

“我喜欢用引言开始文档。一句简洁明了的引言。”

— Eric Niebler（意译）

动机

表达式模板非常棒。它们被用于许多库中；这里仅举三个最令人印象深刻的例子

然而，这可能会付出高昂的代价。表达式模板的实现和维护成本很高。Eigen 和 Boost.Ublas 各自都有大量的复杂表达式模板代码，这些代码无法在其他地方重用。

借助 C++14 和 C++17 标准中可用的语言特性，现在可以轻松编写和使用表达式模板库，并且编译时间非常合理。

作为一个快速示例，假设我们正在进行一些矩阵数学运算，并且我们编写了以下语句

D = A * B + C;

其中所有变量都是矩阵。事实证明，为 A * B 创建一个临时变量，然后再为结果乘积加上 C 创建另一个临时变量是非常低效的。大多数矩阵数学库都会有一个函数一次完成它

mul_add_assign(D, A, B, C);

如果您使用的矩阵库同时提供这两种语法，您必须注意到何时应该用更高效的函数替换某些使用运算符的代码；这是乏味且容易出错的。如果库根本不提供运算符语法，而仅提供更高效的函数调用，则使用该库的代码的可写性和可读性都会大大降低。

使用 Boost.YAP，您可以编写一些库代码，使诸如 D = A * B + C 之类的表达式能够自动转换为诸如 mul_add_assign(D, A, B, C) 之类的表达式。

考虑另一个例子。我们中的许多人都使用 Unix 命令行工具来删除文件中的重复行

sort file_with_duplicates | uniq > file_without_duplicates

当然，我们可以使用标准算法做非常相似的事情

std::vector<int> v1 = {0, 2, 2, 7, 1, 3, 8};
std::sort(v1.begin(), v1.end());
auto it = std::unique(v1.begin(), v1.end());
std::vector<int> const v2(v1.begin(), it);
assert(v2 == std::vector<int>({0, 1, 2, 3, 7, 8}));

但是，如果我们的代码完全做到这一点，但使用更简洁的语法，那就更好了

std::vector<int> v1 = {0, 2, 2, 7, 1, 3, 8};
std::vector<int> const v2 = sort(v1) | unique;
assert(v2 == std::vector<int>({0, 1, 2, 3, 7, 8}));

这看起来与上面的 Unix 命令行非常相似。（让我们假设 Range-v3 还没有做到几乎完全一样的事情。）

Boost.YAP 可以用来完成这两件事，而且代码量非常少。实际上，如果您想了解第二个例子是如何实现的，您可以直接跳到 可管道化算法 示例。

特性