C++ Academy · Oppitunti

Mixin-luokat CRTP:llä

Koosta toiminnallisuutta käännösaikana

Oppitunti 3/413 vaihetta

Mixin-luokat CRTP:llä on ilmainen C++ Academy-oppitunti CoddyKitissä. Tämä on oppitunti 3/4. Voit lukea tästä oppimispolusta kokonaan mitkä tahansa 3 oppituntia ilmaiseksi — sen jälkeen CoddyKit PRO avaa kaikki oppitunnit sekä käytännön harjoittelun sisäänrakennetulla koodieditorilla ja ympäri vuorokauden toimivalla tekoälytuutorilla. Oppitunti kuuluu C++ Academy-oppimispolkuun, ja edistymisesi synkronoituu verkon ja CoddyKit-sovelluksen välillä. C++ Academy-kurssilla on yhteensä 4 oppituntia.

Mikä mixin on?

mixin on pieni uudelleenkäytettävä toiminnallisuuden yksikkö, jonka koostatte luokkaan. CRTP:n avulla mixinit lisäävät toiminnallisuutta käännösaikana ja kutsuvat silti isäntäluokkaa.

Yksinkertainen mixin

Tämä mixin lisää print_twice-metodin, joka edellyttää, että isäntäluokka tarjoaa value()-metodin.

#include <iostream>

template <typename T>
struct PrintTwice {
    void print_twice() const {
        auto v = static_cast<const T*>(this)->value();
        std::cout << v << " " << v << "\n";
    }
};

struct Box : PrintTwice<Box> {
    int value() const { return 7; }
};

int main() {
    Box{}.print_twice();
    return 0;
}

Useiden mixinien koostaminen

Voitte periä useita CRTP-mixinejä samanaikaisesti ja koota toisistaan riippumattomia toimintoja yhteen luokkaan.

#include <iostream>

template <typename T>
struct Loggable {
    void log() const { std::cout << "log: " << static_cast<const T*>(this)->id() << "\n"; }
};

template <typename T>
struct Resettable {
    void reset() { static_cast<T*>(this)->set(0); }
};

struct Device : Loggable<Device>, Resettable<Device> {
    int v = 5;
    int id() const { return v; }
    void set(int x) { v = x; }
};

int main() {
    Device d;
    d.log();
    d.reset();
    d.log();
    return 0;
}

Mixinit lisäävät myös tilaa

Mixin voi sisältää omia datakenttiään, joista tulee osa koostetun olion muistiasettelua.

#include <iostream>

template <typename T>
struct Tagged {
    int tag = 0;
    void set_tag(int t) { tag = t; }
    int get_tag() const { return tag; }
};

struct Item : Tagged<Item> {
    const char* name = "item";
};

int main() {
    Item it;
    it.set_tag(42);
    std::cout << it.name << " " << it.get_tag() << "\n";
    return 0;
}

Mixin verrattuna tavalliseen perintään

CRTP-mixin eroaa tavallisesta perinnästä, koska kantaluokka voi kutsua alaspäin johdettua luokkaa. Tavalliset kantaluokat eivät voi kutsua metodeja, jotka ovat olemassa vain johdetussa tyypissä, ilman virtuaalifunktioita.

Policy-pohjainen suunnittelu

Mixinit mahdollistavat policy-pohjaisen suunnittelun: toiminnot valitaan käännösaikana päättämällä, mistä mixineistä peritään, samalla tavalla kuin std::vector ottaa vastaan allokaattoripolicyn.

Järjestys ja muistiasettelu

Kun mixinejä pinotaan, kantojen järjestys vaikuttaa rakennusjärjestykseen ja olion muistiasetteluun. Pitäkää mixinit toisistaan riippumattomina, jotta järjestyksellä ei ole vaikutusta oikeellisuuteen.

Rakentaminen tapahtuu kantojen ilmoitusjärjestyksessä
Välttäkää toistensa varaan rakentuvia mixinejä

Yhtäsuuruusmixin lisääminen

Tässä mixin muodostaa operator!=-operaattorin isäntäluokan yhtäsuuruusoperaation perusteella.

#include <iostream>

template <typename T>
struct EqualityMixin {
    friend bool operator!=(const T& a, const T& b) { return !(a == b); }
};

struct P : EqualityMixin<P> {
    int x;
    P(int v) : x(v) {}
    friend bool operator==(const P& a, const P& b) { return a.x == b.x; }
};

int main() {
    std::cout << (P(1) != P(2)) << "\n";
    return 0;
}

Ehdolliset mixinit

Voitte sisällyttää mixinin vain ehdon täyttyessä yhdistämällä perinnän std::conditional-rakenteeseen ja valitsemalla joko varsinaisen mixinin tai tyhjän vaihtoehdon.

Empty Base Optimization

Datakenttiä sisältämättömät mixinit hyötyvät Empty Base Optimization-optimoinnista: kääntäjä ei varaa niille yhtään ylimääräistä tavua, joten useiden tilattomien mixinien pinoaminen ei maksa mitään koon kannalta.

#include <iostream>

template <typename T>
struct A {};
template <typename T>
struct B {};

struct C : A<C>, B<C> {
    int x;
};

int main() {
    std::cout << (sizeof(C) == sizeof(int)) << "\n";
    return 0;
}

Milloin mixinejä kannattaa käyttää

Mixinit ovat parhaimmillaan, kun monet luokat tarvitsevat samoja toisistaan riippumattomia toimintoja, kuten lokitusta, laskentaa tai vertailua. Ne pitävät kunkin toiminnon yhdessä paikassa ja mahdollistavat koostamisen ilman suoritusaikakustannuksia.

Pikatarkistus

Testatkaa, miten hyvin hallitsette CRTP-mixinit.

Vastaa interaktiivisessa oppitunnissa

Kertaus

Opitte rakentamaan mixinejä CRTP:n avulla.

Mixinit koostavat toisistaan riippumatonta toiminnallisuutta käännösaikana
Ne voivat kutsua isäntäluokkaa ja sisältää tilaa
Tilattomat mixinit eivät aiheuta lisäkustannuksia Empty Base Optimizationin ansiosta
Ne sopivat erinomaisesti lokitus-, vertailu- ja laskentapolicyn toteuttamiseen

Aloita maksutta

Opi C++ tekoälytuutorin avulla — ilmaiseksi

Kirjoita ja suorita oikeaa koodia selaimessa, saa välitöntä apua tekoälytuutorilta ympäri vuorokauden ja jatka siitä, mihin jäit, verkossa tai sovelluksessa.

Kurssit: 51
Oppitunnit: 203

Aloita opiskelu maksutta Näytä koko kurssi

Usein kysytyt kysymykset

Onko oppitunti ”Mixin-luokat CRTP:llä” ilmainen?

Kyllä — voit lukea täällä verkossa kokonaan ilmaiseksi mitkä tahansa C++ Academy-oppimispolun 3 oppituntia, myös oppitunnin “Mixin-luokat CRTP:llä”. Sen jälkeen CoddyKit PRO avaa kaikki oppitunnit sekä interaktiiviset harjoitukset sisäänrakennetulla koodieditorilla ja ympäri vuorokauden toimivalla tekoälytuutorilla. C++ Academy-kurssilla on yhteensä 4 oppituntia.

Mitä opin oppitunnilla ”Mixin-luokat CRTP:llä”?

Koosta toiminnallisuutta käännösaikana Harjoittelet C++ Academy-aihetta koodilla, jonka suoritat suoraan selaimessa. Ympäri vuorokauden käytettävissä oleva tekoälytuutori vastaa kysymyksiisi oppitunnin aikana.

Tarvitsenko kokemusta aloittaakseni C++ Academy-opiskelun?

Aiempi kokemus ei ole tarpeen. CoddyKitin C++ Academy-oppimispolku sopii vasta-alkajista edistyneisiin, joten voit aloittaa tästä tai alusta ja edetä omaan tahtiisi. Tämä on oppitunti 3/4.

Kuinka kauan ”Mixin-luokat CRTP:llä”-oppitunnin suorittaminen kestää?

Useimmat CoddyKitin oppitunnit kestävät noin 5–10 minuuttia. Jokainen oppitunti on lyhyt ja interaktiivinen, joten edistyt tasaisesti ja voit jatkaa siitä, mihin jäit – sekä verkossa että sovelluksessa.

Voinko kirjoittaa ja suorittaa koodia tällä C++ Academy-oppitunnilla?

Kyllä. Jokainen C++ Academy-oppitunti sisältää sisäänrakennetun koodieditorin, joten voit kirjoittaa ja suorittaa oikeaa koodia suoraan selaimessa ja saada välitöntä palautetta tekoälyltä – paikallista asennusta ei tarvita.

Kaikki tämän kurssin oppitunnit

← Takaisin: C++ Academy