大山姆的機機車車™ #9

我是山姆，《大山姆的機機車車™》是我的第一份電子報，希望透過這份小報，把我感興趣的資訊分享給同樣求知若渴的您。

本期的主題是一個「古老」的 C++ 技巧－Curiously Recurring Template Patterns (CRTP)。這個技巧不算常用，但學會了，以後使用 C++ 「描述」問題時，是個不錯用的武器。這個技巧常見於[函式,類別]庫的實作，特別是 Header-only Library。

James O. Coplien 於 1995 年提出 CRTP。Mr. Coplien 看過不同人使用類似的手法，有所領悟，將此手法整理成文章解釋這個手法的「迷人」之處。我將該文章 PDF 檔收錄於 Evernote 並載明出處。推薦一讀。

CRTP 是那種看第一眼會被嚇到，心智不健全者可能自我安慰「沒必要搞得這麼複雜」的技巧。這類技巧容易吸引「慣 C 人」嘲諷，遇到時謹記「沒有過於花俏的技術，只有不懂精要的弱魚」，大方「頂」回去！

CRTP 其中一個應用場景是實作 Static Polymorphism，即 Compile-time Polymorphism。有別於 Dynamic Polymorphism（Run-time Polymorphism），Static Polymorphism 的優點之一效能，避免了 Dynamic Dispatch 以及容易 Inline 程式碼，因此常會有顯著的效能提昇（與 Dynamic Polymorphism 相比）。

底下是幾個 C++ 重要觀念，新手越早弄清楚越好：

try { deliverOnTime(); } catch (const std::exception&) { printf(“sorry!”);}

➫ ➫ ➫ 最近被一個棘手的驅動程式臭蟲搞得心力交瘁，幾乎奮戰了七天七夜，快成「喪屍」還沒把握全身而退。「不怕臭蟲一直來，就怕臭蟲出不來」絕對是軟工最恨排行榜前三。⛈

這一期偷個懶，跳過人物觀察…

延續 Herb Sutter 的演講，Andrew Sutton 稱 Reflection 為執行時期轉編譯時期的操作， Inject 為編譯時期插入動態時期的操作。

Andrew 的前一場演講 《CppCon 2017: Andrew Sutton “Reflection”》 展示實作 Reflection 概念的介面適合使用樣板，畢竟 C++ 對於編譯時期決定相當熟悉。

這場演講則展示實作 Inject 適合使用動態連結匿名類的機制，這個匿名類跟 Lambda 有點像，因為 Lambda 本身具備 operator ， C++20 擷取子句能使用 this 。

By Sidney Niu

編譯器優化最重要的演講肯定是這場，這題目是連續三年的 keynote presentation。

Clang AST 轉成 LLVM IR 之後在優化前首要解決的問題是 Canonicalization，C++ 擁有大量特性導致同樣結果的寫法可以千變萬化，而 Clang 在近年大幅成長也是因為解決了此問題。

最後 IR 轉成控制流程圖，這裡是優化演算法的核心，先優化有向圖的最末端迴圈區，一路解開至進入點，此優化系統方法讓 Clang 成為目前地表最強的 C++ 編譯器。

這些演算法主要跟谷歌大力投入有關，微軟也讓 VS15 高度支援 Clang 。 當初 GCC 從 C 語言換成 C++ 是因為 Ian Lance Taylor 說 C++ 效能與維護性都比 C 好 (Write gcc in C++)，但是近年 GNU 很明顯人力吃緊導致實作速度明顯跟不上標準，還被 Ian 說〝FSF is not writing code.〞。

中英對照：控制流程圖(Control Flow Graph)

By Sidney Niu

Handmade Hero Chat 014 - CRTP and Library Design

第一期的人物 Casey Muratori 的《Handmade Hero》系列影片第 014 集，以遊戲開發的角度出發說明 CRTP 的寫法與用法。觀看需要有點基礎，C++ 新手勿入。

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