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Add gems/template meta programming.md (#24)
* Update install-d-locally.md * Update links-documentation.md * Add basics/loops.md (#30) * Add basics/foreach.md (dlang-tour#31) * Add basics/further-reading.md (dlang-tour#36) * Add basics/templates.md (dlang-tour#38) * Add basics/delgates.md (dlang-tour#40) * Add basics/interfaces.md (dlang-tour#35) * Add basics/ranges.md (dlang-tour#33) * Add basics/exceptions.md (dlang-tour#37) * Add basics/associative-arrays.md (dlang-tour#34) * Add basics/alias-strings.md (dlang-tour#32) * Add basics/classes.md (dlang-tour#39) * Create template-meta-programming.md * Update classes.md (dlang-tour#44) * Update index.yml enable all files in basics * Create template-meta-programming.md * Create template-meta-programming.md * Create template-meta-programming.md * Create template-meta-programming.md * Create template-meta-programming.md * Create template-meta-programming.md
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Original file line number | Diff line number | Diff line change |
---|---|---|
@@ -0,0 +1,168 @@ | ||
# Template-Metaprogrammierung | ||
|
||
Wenn du jemals mit *Template-Metaprogrammierung* in C++ | ||
in Berührung gekommen bist, wirst du mit Erleichterung | ||
lesen, dass D einige Werkzeuge bereitstellt, um dir das Leben | ||
leichter zu machen. | ||
Metaprogrammierung ist eine Technik, die Entscheidungen | ||
abhängig von Template-Typeigenschaften ermöglicht und so noch | ||
flexiblere Gestaltungsmöglichkeiten für generische Typen bietet. | ||
|
||
### `static if` & `is` | ||
|
||
`static if` erlaubt die bedingte Kompilierung eines | ||
Code-Blocks. Im Gegensatz zu `if` wird die Bedingung | ||
zur Kompilierzeit ausgewertet: | ||
|
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static if(is(T == int)) | ||
writeln("T ist ein int"); | ||
static if (is(typeof(x) : int)) | ||
writeln("Variable x konvertiert implizit zu int"); | ||
|
||
Der [`is`-Ausdruck](http://wiki.dlang.org/Is_expression) ist | ||
ein generischer Helfer, der Bedingungen zur Kompilierzeit | ||
auswertet: | ||
|
||
static if(is(T == int)) { // T ist Templateparameter | ||
int x = 10; | ||
} | ||
|
||
Wenn die Bedingung erfüllt ist, wird der Inhalt des Blocks | ||
kopiert. Die umschließenden Klammern werden weggelassen | ||
und kein weiterer Scope erstellt. | ||
Ein neuer Block / Scope kann allerdings explizit mit `{ {` und `} }` | ||
erzeugt werden. | ||
|
||
`static if` kann überall im Code genutzt werden - in | ||
Funktionen, im globalen Scope sowie in Typdefinitionen. | ||
|
||
### `mixin template` | ||
|
||
Überall, wo Textbausteine gefragt sind, können | ||
`mixin template`s genutzt werden: | ||
|
||
mixin template Foo(T) { | ||
T foo; | ||
} | ||
... | ||
mixin Foo!int; // int foo ab hier verfügbar. | ||
|
||
`mixin template` können eine beliebige Anzahl an komplexen | ||
Ausdrücken enthalten und werden am Instanziierungspunkt | ||
eingesetzt. | ||
Dies macht einen Präprozessor, wie ihn z.B. C und C++ | ||
besitzen, überfüssig. | ||
|
||
### Template-Beschränkungen | ||
|
||
Ein Template kann mit beliebig vielen Beschränkungen | ||
(engl.: contraints) definiert werden, um so Eigenschaften | ||
eines Typs erzwingen: | ||
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void foo(T)(T value) | ||
if (is(T : int)) { // foo!T nur gültig wenn T | ||
// zu int konvertiert | ||
} | ||
|
||
Beschränkungen können in booleschen Ausdrücken kombiniert | ||
werden und sogar Funktionsaufrufe enthalten, sofern diese | ||
zur Kompilierzeit ausgwwertet werden können. | ||
Z.B. prüft `std.range.primitives.isRandomAccessRange`, | ||
ob ein Typ eine Range ist, die den `[]`-Operator unterst | ||
|
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### Weiterführende Quellen | ||
|
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### Grundlegende Verweise | ||
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||
- [Tutorial zum Thema D-Templates](https://github.com/PhilippeSigaud/D-templates-tutorial) | ||
- [Bedingte Kompilierung](http://ddili.org/ders/d.en/cond_comp.html) | ||
- [std.traits](https://dlang.org/phobos/std_traits.html) | ||
- [Weiteres zu Templates in _Programming in D_](http://ddili.org/ders/d.en/templates_more.html) | ||
- [Mixins in _Programming in D_](http://ddili.org/ders/d.en/mixin.html) | ||
|
||
### Fortgeschrittene Verweise | ||
|
||
- [Bedingte Kompilierung](https://dlang.org/spec/version.html) | ||
- [Traits](https://dlang.org/spec/traits.html) | ||
- [Mixin Templates](https://dlang.org/spec/template-mixin.html) | ||
- [Spezifikation: D-Templates](https://dlang.org/spec/template.html) | ||
|
||
## {SourceCode} | ||
|
||
```d | ||
import std.traits : isFloatingPoint; | ||
import std.uni : toUpper; | ||
import std.string : format; | ||
import std.stdio : writeln; | ||
/* | ||
A Vector, der nur mit Integer- oder | ||
Floatingpoint-Typen arbeitet. | ||
*/ | ||
struct Vector3(T) | ||
if (is(T: real)) | ||
{ | ||
private: | ||
T x,y,z; | ||
/* | ||
Generator für Getter und Setter zur | ||
Vermeidung sich wiederholender | ||
Textbausteine (engl.:boiler plate)! | ||
var -> T getVAR() and void setVAR(T) | ||
*/ | ||
mixin template GetterSetter(string var) { | ||
// Nutze mixin zur Erzeugung von | ||
// Funktionsnamen | ||
mixin("T get%s() const { return %s; }" | ||
.format(var.toUpper, var)); | ||
mixin("void set%s(T v) { %s = v; }" | ||
.format(var.toUpper, var)); | ||
} | ||
/* | ||
Einfache Generierung der Funktionen | ||
getX, setX etc. mit einem Mixin-Template. | ||
*/ | ||
mixin GetterSetter!"x"; | ||
mixin GetterSetter!"y"; | ||
mixin GetterSetter!"z"; | ||
public: | ||
/* | ||
Die dot-Funktion ist nur für | ||
Floatingpoint-Typen verfügbar. | ||
*/ | ||
static if (isFloatingPoint!T) { | ||
T dot(Vector3!T rhs) { | ||
return x * rhs.x + y * rhs.y + | ||
z * rhs.z; | ||
} | ||
} | ||
} | ||
void main() | ||
{ | ||
auto vec = Vector3!double(3,3,3); | ||
// Folgendes funktioniert aufgrund der | ||
// Template-Beschränkung nicht! | ||
// Vector3!string illegal; | ||
auto vec2 = Vector3!double(4,4,4); | ||
writeln("vec dot vec2 = ", vec.dot(vec2)); | ||
auto vecInt = Vector3!int(1,2,3); | ||
// besitzt die Function dot nicht, da diese | ||
// statisch nur für Floatingpoint-Typen | ||
// definiert wurde | ||
// vecInt.dot(Vector3!int(0,0,0)); | ||
// generierte Getter und Setters! | ||
vecInt.setX(3); | ||
vecInt.setZ(1); | ||
writeln(vecInt.getX, ",", | ||
vecInt.getY, ",", vecInt.getZ); | ||
} | ||
``` |