Métaprogrammation avec des patrons - Définition

Initialisation de données

En C++, la métaprogrammation avec des patrons permet d'initialiser une donnée comme un tableau ou une structure de données complexe. L'exemple suivant illustre le remplissage d'un tableau dont les 32 premières valeurs sont le carré de l'index, et les valeurs suivantes sont l'index.

Le template est utilisé pour faire calculer la valeur d'un élément du tableau:

      template <int N>      struct ValeurTab      {          enum { valeur = N > 32 ? N : N * N };      };      

Comme dans l'exemple de factorielle, pour récupérer la 10ème valeur, il suffit d'écrire ValeurTab<10>::valeur Ainsi le remplissage d'un tableau se ferait ainsi:

                 int tab[] = {                           ValeurTab<0>::valeur,                           ValeurTab<1>::valeur,                           ValeurTab<2>::valeur /* ... */                       }      

Pour faciliter le remplissage d'un grand tableau, on peut utiliser des macros classiques:

      #define REMPLIR_TAB1(I) ValeurTab<(I)>::valeur      #define REMPLIR_TAB2(I) REMPLIR_TAB1((I)), REMPLIR_TAB1(I + 1)      #define REMPLIR_TAB4(I) REMPLIR_TAB2(I), REMPLIR_TAB2(I + 2)      #define REMPLIR_TAB8(I) REMPLIR_TAB4(I), REMPLIR_TAB4(I + 4)      #define REMPLIR_TAB16(I) REMPLIR_TAB8(I), REMPLIR_TAB8(I + 8)      #define REMPLIR_TAB32(I) REMPLIR_TAB16(I), REMPLIR_TAB16(I + 16)      #define REMPLIR_TAB64(I) REMPLIR_TAB32(I), REMPLIR_TAB32(I + 32)      #define REMPLIR_TAB128(I) REMPLIR_TAB64(I), REMPLIR_TAB64(I + 64)      //...      

Ainsi pour remplir un tableau de 100 éléments en respectant l'algorithme du patron de classe, il suffit d'écrire:

          int tab[] = { REMPLIR_TAB64(0),REMPLIR_TAB32(64),REMPLIR_TAB4(64 + 32) };      

Avantages et inconvénients de la métaprogrammation à base de patrons

• Compromis entre la compilation et l'exécution : comme tout le code sous forme de patron est traité, évalué et généré à la compilation, la compilation prendra plus de temps tandis que le code exécutable pourra être plus efficace. Bien que cet ajout soit généralement minime, pour des gros projets, ou pour des projets qui utilisent des patrons en grande quantité, cela peut être important.
• Programmation générique : la métaprogrammation à base de patrons permet au programmeur de se concentrer sur l'architecture et de déléguer au compilateur la génération de n'importe quelle implémentation requise par le code client. Ainsi, la métaprogrammation à base de patrons peut être accomplie via du code vraiment générique, facilitant la minimisation et la maintenabilité du code.
• Lisibilité : la syntaxe et les idiômes de la métaprogrammation à base de patrons sont ésotériques par rapport à du C++ conventionnel, et des métaprogrammes avancés peuvent être très difficiles à comprendre. Les métaprogrammes peuvent ainsi être difficiles à maintenir pour des programmeurs peu rompus à cette technique.
• Portabilité : à cause de différences dans les compilateurs, le code reposant fortement sur de la métaprogrammation à base de patrons (en particulier les nouvelles formes de métaprogrammation) peuvent avoir des soucis de portabilité.