es una plantilla de C++ La metaprogramación de una forma de programación funcional

Question

es una plantilla de C++ ¿La metaprogramación es una forma de programación funcional? En caso afirmativo, ¿hay algunas dificultades, como el stackoverflow para la recurrencia sin cola relevante para la metaprogramación de plantillas de C++?

Para el ejemplo de la plantilla factorial en this question, supongo que es una programación funcional estándar. ¿O la similitud es solo superficial?

#include <iostream> 
using namespace std; 

template< int n > 
struct factorial { enum { ret = factorial< n - 1 >::ret * n }; }; 

template<> 
struct factorial<0> { enum { ret = 1 }; }; 

int main() { 
    cout << "7! = " << factorial<7>::ret << endl; // 5040 
    return 0; 
} 

Answer 1

es C++ Plantilla ¿Metaprogramación de una forma de programación funcional?

¡Sí! La expansión de la plantilla no tiene efectos secundarios, por lo que es puramente funcional.

Si es así, haga algunas trampas como stackoverflow para recurrencia sin cola relevante para C++ ¿Metaprogramación de plantillas?

Absolutamente. Factorial no es una buena demostración de esto, ya que el resultado se desbordará mucho antes de que la pila lo haga, pero las recursiones largas definitivamente pueden causar el error del compilador. Curiosamente, sin embargo, los compiladores tienden a implementar plantillas de tal manera que obtienes la memorización automática. Por ejemplo, una implementación escrita ingenuamente de la serie Fibonacci tenderá a compilarse en el tiempo O (n) en lugar de O (2^n).

Answer 2

Creo que la mejor respuesta es que los dos conceptos son completamente diferentes. Sin embargo, eso no ayuda, así que aquí están algunos puntos clave que se me ocurre:

• Ambas plantillas de C++ y (polimorfismo paramétrico) lenguajes funcionales como ML son ejemplos de generic programming y así que tiene algo de sentido mencionarlos juntos en una sola pregunta. En la academia, incluso hay Workshop on Generic Programming que a menudo cubre material de plantilla C++ y programación funcional al estilo ML.

• Sin embargo, la metaprogramación de plantillas le proporciona una forma de escribir código que se "evalúa" durante la compilación de su código C++ y así puede usarlo solo para tareas bastante limitadas. Por otro lado, los programas funcionales normalmente se ejecutan, bueno, en tiempo de ejecución y puede definir estructuras de datos complejas, crear abstracciones, etc. (puede hacer algunas cosas utilizando la metaprogramación de plantillas, pero se verá feo).

• ¿Por qué el ejemplo factorial es similar a los factoriales en la programación funcional? Cuando utiliza la metaprogramación de plantillas, no puede definir "variables mutables" (porque solo está definiendo nuevos tipos o plantillas) y, por lo tanto, la metaprogramación de plantillas puede parecerse un poco al estilo de programación funcional.

• El código escrito mediante la metaprogramación de la plantilla se evalúa en tiempo de compilación. Esto significa que no puede depender de la entrada del usuario. Compila o no (el compilador puede tener alguna restricción sobre la profundidad de la recursión y renunciar después de un tiempo). Por otro lado, los programas funcionales pueden tomar algunas entradas y luego evaluarlas (lo que significa que pueden usar toda la pila o memoria disponible y luego fallar).

^{Para los programadores funcionales, sé que algunos lenguajes funcionales como Agda también pueden evaluar las cosas en tiempo de compilación, pero creo que es mejor mantener las cosas simples!}