C++ Template Metaprogramming 실습 과제 2-6 풀이

주의 : 공부하면서 정리한 내용이므로 오류가 있을 수 있습니다.

실습 과제 2-6* :

처음에는 Boost 형식 특질 라이브러리가 제공하는 형식 산술이 완벽해 보이겠지만, 사실은 그렇지 않다. 그 라이브러리의 수단들이 포괄하지 않은 형식 범주들과 관계들, 변환들이 적어도 몇 개는 존재한다. 예를 들어, 그 라이브러리는 부호 있는 정수 형식에 대한 부호 없는 버전의 정수 형식을 얻을 수 있는 수단을 제공하지 않는다. 그런 빠진 부분들을 최대한 많이 찾아 볼 것. 각 특질 범주마다 적어도 하나는 있으며, 전체적으로 적어도 11 개는 있다. 빠진 특질들 각각의 인터페이스를 설계하고, 그런 특질이 필요함을 보여 주는 용례도 제시하라.

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풀이 :

일단 이 문제를 풀기 위해서는 "형식 산술" 이 의미하는 바에 대해서 이해할 필요가 있다. 책에서는 "형식 산술" 을 다음과 같이 정의하고 있다.

[ 표 2.5 ] 에 나와 있는 메타 함수들은 근본적인 형식 계산들을 수행하는 메타 함수들이다. 지금까지 살펴 본 다른 형식 특질 메타 함수들과는 달리, 이들은 부울 값이 아니라 형식을 계산 결과로 낸다. 이들을 "형식 산술" 의 연산자들이라고 생각하면 될 것이다.

- C++ Template Metaprogramming, 2.7 메타함수의 정의, 48 페이지.

형식 산술을 위한 메타 함수의 리스트는 다음과 같다.

remove_const< T > remove_volatile< T > remove_cv< T > remove_reference< T > remove_bounds< T > remove_pointer< T > add_reference< T > add_pointer< T > add_const< T > add_volatile< T > add_cv< T >

위의 형식 산술 연산자들은 modifier 나 qualifier 를 붙였다가 떼는 역할을 수행하고 있다. 일단 modifier 와 qualifier 의 개념에 대해서 알고 있어야 어떤 것이 가능하고 어떤 것이 불가능한지 판단할 수 있을 것이다. 다음 링크를 참조하라 : [ 번역 ]C++ Modifier Types.

위의 boost 메타 함수들은 modifier 와 관련한 형식 산술 연산자를 제공하고 있지 않다는 것을 알 수 있다.

1. add_unsigned< T >

unsigned modifier 를 추가한다.

용례 : 

template< class T > typename add_unsigned< T >::type get_unsigned( T value ) { typename add_unsigned< T >::type unsignedValue = value; return unsignedValue; } int _tmain( int argc, _TCHAR* argv[] ) { std::cout << -30 << std::endl << get_unsigned< int >( -30 ) << std::endl; return 0; }

이것을 직접 구현하려고 했을 때 일반적인 template 구현으로는 구현이 불가했다. 다음과 같은 template 은 에러를 발생시킨다.

template< class T > struct add_unsigned { typedef T type; }; template< class T > // error C2146: syntax error : missing ',' before identifier 'T' struct add_unsigned< unsigned T > { typedef unsigned T type; };

const  같은 qualifier 는 "const T" 와 같은 부분 특수화가 가능했지만, 일반적인 modifier 는 그것이 불가능했다. 아마도 modifier 들은 정수형의 기본형에 대해서만 성립하는 것이기 때문에 그런 것이 아닌가 싶다. 예를 들어 unsigned std::vector 같은 표현은 성립하지 않는다. 혹은 [ 번역 ]C++ Modifier Types 에서도 언급하고 있듯이 unsigned 자체가 단축표기로 하나의 형을 나타내기 때문이 아닌가 싶다. 이 경우에는 add_unsigned< unsigned int + T > 의 형태가 되는게 아닌가 싶다.

어쨌든 이를 구현하기 위해서는 다음과 같이 모든 기본형에 대해서 부분 특수화를 하는 수밖에 없다. 아래는 int 에 대해서 부분 특수화를 한 예이다.

template< class T > struct add_unsigned { typedef T type; }; template<> struct add_unsigned< int > { typedef unsigned int type; };

2. remove_unsigned< T >

unsigned modifier 를 제거한다.

용례 :

template< class T > struct remove_unsigned { typedef T type; }; template<> struct remove_unsigned< unsigned int > { typedef int type; }; template< class T > typename remove_unsigned< T >::type get_signed( T value ) { typename remove_unsigned< T >::type signedValue = value; return signedValue; } int _tmain( int argc, _TCHAR* argv[] ) { std::cout << 0xFFFFFFFF << std::endl << get_signed< unsigned int >( 0xFFFFFFFF ) << std::endl; return 0; }

3. add_signed< T >

signed modifier 를 추가한다.

4. remove_signed< T >

singed modifier 를 제거한다.

5. add_long< T >

long modifier 를 추가한다.

6. remove_long< T >

long modifier 를 제거한다.

7. add_short< T >

short modifier 를 추가한다.

8. remove_short< T >

short modifier 를 제거한다.