Použití std::apply na std::expected v C++23

Zjednodušení zpracování chyb v C++23

Efektivní řešení chyb a správa návratových hodnot je v dnešním vývoji C++ zásadní. Typická metoda práce s funkcemi, které vracejí typy {std::expected}, zahrnuje spoustu kontrol a kódu pro zpracování chyb, což může komplikovat logiku a ztěžovat údržbu kódu.

Tento dokument zkoumá použití sofistikovanější a obecnější metody ke zjednodušení správy chyb. Abychom snížili standardní kód a zlepšili čitelnost, prozkoumáme konstrukci metody `magic_apply`, která agreguje výsledky mnoha {std::expected} hodnot a předává je jiné funkci.

Příkaz	Popis
std::expected	Typ šablony používaný v C++ pro zpracování chyb, který má schopnost ukládat hodnoty i chyby.
std::unexpected	Při použití s ​​std::expected představuje neočekávanou chybovou hodnotu.
template<typename...>	Načrtne variadic šablonu s nekonečným množstvím argumentů šablony, které může přijmout.
decltype	Používá se při programování šablon, zejména pro zjištění typu výrazu.
args.value()	Pokud má std::expected objekt hodnotu, přistupuje k hodnotě v něm obsažené.
args.has_value()	Ověřuje, zda je v objektu std::expected přítomna hodnota.
(... && args.has_value())	Chcete-li zjistit, zda má každý std::očekávaný objekt hodnoty, složte výraz.
func(args.value()...)	K volání funkce metody používá hodnoty objektu std::expected.
return unexpected<Err>(args.error()...)	Vrátí neočekávanou chybu obsahující chyby z objektů std::expected.

Efektivní správa chyb pomocí variabilních šablon

The typ se používá ve skriptech pro usnadnění zpracování chyb v C++23. Hlavním cílem je vyvinout generickou funkci tzv které mohou přenášet výstup několika hodnoty do jiné funkce. Tím je zdlouhavá kontrola chyb, která je obvykle nezbytná při práci s mnoha std::expected hodnoty se snižují. je poměrně flexibilní, protože může trvat libovolný počet parametry pomocí variadic šablon. Před voláním funkce s obsahem libovolného objekt, základní logika magic_apply používá složený výraz, , abychom se ujistili objekty mají platné hodnoty.

Tato myšlenka je ilustrována v prvním příkladu skriptu pomocí jednoduchých typů, jako je např a . Definuje a funkce, která provádí základní výpočet, a getA a funkce, které se vracejí typy. Pokud obě hodnoty z a getB jsou legitimní, můžeme zavolat pomocí ; pokud ne, chyba se šíří. Snížením standardního kódu tato metoda zlepšuje čitelnost a udržovatelnost. Podobná myšlenka je uvedena ve druhém scénáři, ale aby se zdůraznila všestrannost přístupu, typy a lambda functions se používají.

#include <expected>
#include <string>
#include <iostream>
#include <tuple>

using namespace std;

template<typename Func, typename... Args, typename Err>
auto magic_apply(Func func, const expected<Args, Err>&... args) -> expected<decltype(func(args.value()...)), Err> {
    if ((... && args.has_value())) {
        return func(args.value()...);
    } else {
        return unexpected<Err>(args.error()...);
    }
}

expected<int, string> getA(int x) {
    if (x > 0) return x;
    return unexpected<string>("Error in getA");
}

expected<double, string> getB(double y) {
    if (y > 0) return y;
    return unexpected<string>("Error in getB");
}

double compute_all(int a, double b) {
    return a + b;
}

int main() {
    auto result = magic_apply(compute_all, getA(10), getB(20.5));
    if (result) {
        cout << "Result: " << result.value() << endl;
    } else {
        cout << "Error: " << result.error() << endl;
    }
    return 0;
}

#include <expected>
#include <string>
#include <iostream>

using namespace std;

template<typename Func, typename... Args, typename Err>
auto magic_apply(Func func, const expected<Args, Err>&... args) -> expected<decltype(func(args.value()...)), Err> {
    bool all_valid = (args.has_value() && ...);
    if (all_valid) {
        return func(args.value()...);
    } else {
        return unexpected<Err>(args.error()...);
    }
}

expected<string, string> getA(bool flag) {
    if (flag) return "SuccessA";
    return unexpected<string>("Failed A");
}

expected<string, string> getB(bool flag) {
    if (flag) return "SuccessB";
    return unexpected<string>("Failed B");
}

string compute_all(const string& a, const string& b) {
    return a + " and " + b;
}

int main() {
    auto result = magic_apply(compute_all, getA(true), getB(true));
    if (result) {
        cout << "Result: " << result.value() << endl;
    } else {
        cout << "Error: " << result.error() << endl;
    }
    return 0;
}

Zlepšení zpracování chyb v C++ pomocí variadických šablon

Kapacita další zásadní výhodou jeho použití v C++ je výrazné zlepšení zpracování chyb ve složitých systémech. Bezproblémová kombinace výsledků mnoha asynchronních akcí je nezbytná v situacích, kdy dávají výnos typy. Kromě zjednodušení kódu tato metoda zaručuje silné zpracování chyb. Kombinací libovolného počtu lze vytvořit všestrannější a obecnější funkce hodnoty s variadic templates.

Všestrannost umožňuje jeho použití s ​​funkcemi, které přijímají různé druhy argumentů. Implementace je dále usnadněna využitím , který automaticky odvodí návratový typ volání kombinované funkce. Kromě toho lze tuto techniku ​​rozšířit pro správu složitějších úkolů, včetně slučování hodnoty s jinými druhy chyb nebo změnou hodnot před jejich odesláním do funkce. Vzhledem ke své přizpůsobivosti může být vzor použit pro širokou škálu úloh, od jednoduchých výpočtů až po složité operace.

V C++23 implementace obecné funkce pro zpracování více std::očekávaných hodnot výrazně zlepšuje čitelnost kódu a výrazně zjednodušuje zpracování chyb. Funkce magic_apply redukuje standardní kód a zlepšuje udržovatelnost pomocí variadic šablon, aby se zajistilo, že všechny předpokládané hodnoty jsou před zpracováním správné. Tato metoda nabízí flexibilní řešení, které lze aplikovat na různé situace, a poskytuje modernímu programování v C++ čistší a efektivnější způsob řešení poruch.