Boost C++ 库

“我喜欢用一句引言来开始文档。一句简洁而精彩的引言。”

— Eric Niebler (意译)

动机

表达式模板很棒。它们被用在许多库中；这里只列出三个最令人印象深刻的：

然而，这可能代价高昂。表达式模板的实现和维护成本很高。 Eigen 和 Boost.Ublas 的每个库都包含大量复杂的表达式模板代码，这些代码无法在其他地方重用。

利用 C++14 和 C++17 标准提供的语言功能，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。

作为快速示例，假设我们进行一些矩阵数学运算，并编写如下语句：

D = A * B + C;

其中所有变量都是矩阵。事实证明，为 A * B 创建临时变量，然后为结果积加上 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性完成所有操作：

mul_add_assign(D, A, B, C);

如果您使用同时提供这两种语法的矩阵库，您必须留意何时应该将某些使用运算符的代码替换为更高效的函数；这既繁琐又容易出错。如果库根本不提供运算符语法，只提供更高效的函数调用，那么使用该库的代码的可写性和可读性就会大大降低。

使用 Boost.YAP，您可以编写一些库代码，使 D = A * B + C 这样的表达式自动转换为 mul_add_assign(D, A, B, C) 这样的表达式。

再考虑另一个例子。我们中的许多人使用 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，我们也可以用标准算法做类似的事情：

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}));

然而，如果我们的代码能做到这一点，但语法更简洁，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 还没有做几乎完全相同的事情。）

Boost.YAP 可用于实现这两种功能，而且代码量非常少。事实上，如果您想了解第二种如何实现，可以直接跳到 可管道化算法 示例。

特性