Χρησιμοποιώντας το std::apply στο std::αναμενόμενο στη C++23

Χρησιμοποιώντας το std::apply στο std::αναμενόμενο στη C++23
Χρησιμοποιώντας το std::apply στο std::αναμενόμενο στη C++23

Βελτιστοποίηση χειρισμού σφαλμάτων στη C++23

Ο αποτελεσματικός χειρισμός των λαθών και η διαχείριση των τιμών επιστροφής είναι απαραίτητος στη σημερινή ανάπτυξη της C++. Η τυπική μέθοδος εργασίας με συναρτήσεις που επιστρέφουν τύπους {std::expected} περιλαμβάνει πολλούς ελέγχους και κώδικα χειρισμού σφαλμάτων, που μπορεί να περιπλέξουν τη λογική και να κάνουν πιο δύσκολη τη διατήρηση του κώδικα.

Αυτή η εργασία διερευνά τη χρήση μιας πιο εξελιγμένης και γενικής μεθόδου για την απλοποίηση της διαχείρισης σφαλμάτων. Προκειμένου να μειωθεί ο κώδικας του boilerplate και να βελτιωθεί η αναγνωσιμότητα, θα διερευνήσουμε τη δημιουργία μιας μεθόδου «magic_apply» που συγκεντρώνει τα αποτελέσματα πολλών τιμών {std::αναμενόμενο} και τα μεταβιβάζει σε άλλη συνάρτηση.

Εντολή Περιγραφή
std::expected Ένας τύπος προτύπου που χρησιμοποιείται στη C++ για τη διαχείριση σφαλμάτων που έχει τη δυνατότητα αποθήκευσης τιμών και σφαλμάτων.
std::unexpected Όταν χρησιμοποιείται με το std::expected, αντιπροσωπεύει μια μη αναμενόμενη τιμή σφάλματος.
template<typename...> Περιγράφει ένα μεταβλητό πρότυπο με άπειρα ορίσματα προτύπου που μπορεί να δεχτεί.
decltype Χρησιμοποιείται στον προγραμματισμό προτύπων, ειδικά για να μάθετε τον τύπο της έκφρασης.
args.value() Εάν ένα αντικείμενο std::αναμενόμενο έχει μια τιμή, αποκτά πρόσβαση στην τιμή που περιέχεται σε αυτό.
args.has_value() Επαληθεύει εάν υπάρχει μια τιμή σε ένα αντικείμενο std::αναμενόμενο.
(... && args.has_value()) Για να προσδιορίσετε εάν κάθε αντικείμενο std::αναμενόμενο έχει τιμές, διπλώστε την παράσταση.
func(args.value()...) Χρησιμοποιεί τις τιμές των αντικειμένων std::αναμενόμενα για να καλέσει τη μέθοδο func.
return unexpected<Err>(args.error()...) Επιστρέφει ένα μη αναμενόμενο σφάλμα που περιέχει τα σφάλματα από τα αντικείμενα std::αναμενόμενα.

Αποτελεσματική διαχείριση σφαλμάτων με χρήση μεταβλητών προτύπων

Ο std::expected Ο τύπος χρησιμοποιείται στα σενάρια για να διευκολύνει τον χειρισμό σφαλμάτων στη C++23. Ο κύριος στόχος είναι να αναπτυχθεί μια γενική συνάρτηση που ονομάζεται magic_apply που μπορεί να μεταδώσει την έξοδο πολλών std::expected τιμές σε άλλη συνάρτηση. Κάνοντας αυτό, ο κουραστικός έλεγχος σφαλμάτων που είναι συνήθως απαραίτητος όταν εργάζεστε με πολλούς std::expected μειώνονται οι τιμές. magic_apply είναι αρκετά ευέλικτο γιατί μπορεί να χρειαστεί οποιοσδήποτε αριθμός std::expected παραμέτρων χρησιμοποιώντας μεταβλητά πρότυπα. Πριν καλέσετε τη συνάρτηση με τα περιεχόμενα οποιουδήποτε std::expected αντικείμενο, η θεμελιώδης λογική του magic_apply χρησιμοποιεί μια έκφραση πτυχής, (... && args.has_value()), για να σιγουρευτούν όλα std::expected τα αντικείμενα έχουν έγκυρες τιμές.

Αυτή η ιδέα απεικονίζεται στο πρώτο παράδειγμα σεναρίου χρησιμοποιώντας απλούς τύπους όπως π.χ int και double. Ορίζει α compute_all συνάρτηση που εκτελεί έναν βασικό υπολογισμό και getA και getB συναρτήσεις που επιστρέφουν std::expected τύπους. Αν και οι δύο τιμές από getA και getB είναι νόμιμες, μπορούμε να καλέσουμε compute_all χρησιμοποιώντας magic_apply; Εάν όχι, το σφάλμα διαδίδεται. Με τη μείωση του κώδικα λέβητα, αυτή η μέθοδος ενισχύει την αναγνωσιμότητα και τη συντηρησιμότητα. Μια παρόμοια ιδέα παρουσιάζεται στο δεύτερο σενάριο, αλλά για να τονιστεί η ευελιξία της προσέγγισης, string τύπους και lambda functions χρησιμοποιούνται.

Μείωση της πολυπλοκότητας στον χειρισμό σφαλμάτων C++ με `std::expected}

Σενάριο C++23 με χρήση Variadic Templates

#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;
}

Ο συνδυασμός διαφορετικών {std::expected} Προκύπτουν τιμές C++23

Σενάριο C++23 με χρήση συναρτήσεων λάμδα

#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;
}

Βελτίωση χειρισμού σφαλμάτων C++ με πρότυπα Variadic

Η χωρητικότητα του std::expected Η σημαντική βελτίωση του χειρισμού σφαλμάτων σε περίπλοκα συστήματα είναι ένα άλλο σημαντικό πλεονέκτημα της χρήσης του στην C++. Ο απρόσκοπτος συνδυασμός των αποτελεσμάτων πολλών ασύγχρονων ενεργειών είναι απαραίτητος σε καταστάσεις που αποδίδουν std::expected τύπους. Εκτός από την απλούστευση του κώδικα, αυτή η μέθοδος εγγυάται ισχυρό χειρισμό σφαλμάτων. Μπορούν να δημιουργηθούν πιο ευέλικτες και γενικές συναρτήσεις συνδυάζοντας έναν αυθαίρετο αριθμό std::expected αξίες με variadic templates.

Η ευελιξία του magic_apply επιτρέπει τη χρήση του με συναρτήσεις που λαμβάνουν μια ποικιλία ειδών ορισμάτων. Η υλοποίηση γίνεται περαιτέρω απλούστερη με τη χρήση decltype, το οποίο συνάγει αυτόματα τον τύπο επιστροφής της κλήσης συνδυασμένης συνάρτησης. Επιπλέον, αυτή η τεχνική μπορεί να επεκταθεί για τη διαχείριση πιο περίπλοκων εργασιών, συμπεριλαμβανομένης της συγχώνευσης std::expected τιμές με άλλα είδη σφαλμάτων ή αλλαγή των τιμών πριν από την αποστολή τους στη συνάρτηση. Λόγω της προσαρμοστικότητάς του, το μοτίβο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ένα ευρύ φάσμα εργασιών, από απλούς υπολογισμούς έως πολύπλοκες λειτουργίες.

Συχνές ερωτήσεις σχετικά με τα Variadic Templates και το std::expected

  1. Τι είναι std::expected?
  2. Είναι ένας τύπος προτύπου C++ που μπορεί να περιέχει ένα σφάλμα ή μια έγκυρη τιμή και χρησιμοποιείται για τη διαχείριση σφαλμάτων.
  3. Πώς κάνει magic_apply εργασία;
  4. Εξαλείφει την ανάγκη για επαναλαμβανόμενους ελέγχους σφαλμάτων συνδυάζοντας τα αποτελέσματα πολλών std::expected τιμές και μεταβιβάζοντάς τις σε μια συνάρτηση.
  5. Τι είναι τα ποικίλα πρότυπα;
  6. Τα μεταβλητά πρότυπα προσφέρουν μεγάλη ελευθερία στο σχεδιασμό συναρτήσεων, επιτρέποντας στις συναρτήσεις να δέχονται έναν αυθαίρετο αριθμό παραμέτρων.
  7. Γιατί να χρησιμοποιήσετε decltype σε magic_apply?
  8. Αξιοποιώντας τις αξίες του std::expected αντικείμενα για να προσδιορίσει αυτόματα τον τύπο επιστροφής της συνάρτησης που καλείται.
  9. Είναι magic_apply μπορεί να χειριστεί διάφορους τύπους σφαλμάτων;
  10. Ναι, μπορεί να λειτουργήσει std::expected τιμές που έχουν διάφορα είδη σφαλμάτων με μερικές τροποποιήσεις.
  11. Ποια πλεονεκτήματα έχει η αξιοποίηση std::expected προσφορά;
  12. Κατά τον χειρισμό λαθών, προσφέρει μια πιο εκφραστική και καθαρότερη προσέγγιση από ό,τι με πιο συμβατικές τεχνικές όπως οι εξαιρέσεις ή οι κωδικοί επιστροφής.
  13. Είναι std::unexpected μέρος του std::expected?
  14. Εκτός από std::expected, std::unexpected στην πραγματικότητα, αντιπροσωπεύει μια εσφαλμένη τιμή.
  15. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν ασύγχρονες ενέργειες με magic_apply?
  16. Είναι πράγματι προσαρμόσιμο στο χειρισμό std::expected τιμές που επιστρέφονται από ασύγχρονες πράξεις.
  17. Τι είναι η έκφραση πτυχής;
  18. Εδώ, η δυνατότητα στη C++ που ονομάζεται έκφραση fold χρησιμοποιείται για να ελεγχθεί αν όλα std::expected Τα αντικείμενα περιέχουν έγκυρες τιμές με απλό τρόπο.

Κλείσιμο:

Στη C++23, η εφαρμογή μιας γενικής συνάρτησης για το χειρισμό πολλαπλών τιμών std::αναμενόμενο βελτιώνει σημαντικά την αναγνωσιμότητα κώδικα και απλοποιεί σημαντικά τον χειρισμό σφαλμάτων. Η συνάρτηση magic_apply μειώνει τον κώδικα του boilerplate και ενισχύει τη συντηρησιμότητα χρησιμοποιώντας μεταβλητά πρότυπα για να βεβαιωθείτε ότι όλες οι αναμενόμενες τιμές είναι σωστές πριν από την επεξεργασία. Αυτή η μέθοδος προσφέρει μια ευέλικτη λύση που μπορεί να εφαρμοστεί σε διαφορετικές καταστάσεις και δίνει στον σύγχρονο προγραμματισμό C++ έναν καθαρότερο, πιο αποτελεσματικό τρόπο αντιμετώπισης αστοχιών.