1. 闇魔術を触ってみた
KMC ID:dtyazsk

2. 自己紹介
• K都大学に通う理学部生
• 例会講座(FizzBuzz)と春合宿講座(文字列型までがんばる)のせいで
もしかしたらコンパイル時処理狂と思われているかもだが
普段はVC++とDXライブラリでゲーム作ってます(constexprがない)
• 冷やしF#始めました

3. 闇魔術is
• C++のことではない
• C++にはboostってライブラリがある
• そこにめっちゃヤバイライブラリがある

4. BOOST_PP
• boost¥preprocessor.hppに入ってるマクロ群
• 本講座でやったコンパイル時より前、プリプロセス時にやる闇魔術
• TMPとかではできないとんでもないことができる
• 一昨日唐突に使いたくなった
• C言語でも使えるのかなぁ(誰か試してぽよ)
• C++的コードに組み込んで使用例にしてますが別にC的な使い方も出来ます

5. 例えば
BOOST_PP_ADD
• 足し算してくれる
• 例えばBOOST_PP_ADD(3,5)で8に展開される
BOOST_PP_BOOL
• 渡したものが1から255に展開されるなら1、そうでないなら0
• 例えばBOOST_PP_BOOL(10)で1に展開される
• 闇っぽくないな？

6. プリプロセッサでは
• 型も値もクソもなく2+5とかいう式も評価されない
• すなわちさっきのマクロではきちんと5とかで渡さないといけない
• 例えばBOOST_PP_BOOLでtrueとか渡しても機能しないので注意
• 数値に展開されるマクロならおｋ
• ただ大きすぎるとマクロの再帰深度限界に達するらしい…
• どういう実装してるんだ

7. 他にも
BOOST_PP_CAT
• トークン名結合
• BOOST_PP_CAT(text,2)でtext2に展開される
• 何かと便利(index_tupleイディオムのヘルパーで使おうと考えてた)
BOOST_PP_STRINGIZE
• 渡したトークンを文字列化する
• static_assertの第2引数に渡すこともできる
• 他にもなんか使えそう

8. BOOST_PP_CATを使ってみる
• とりあえずindex_tupleとindex_countが定義されてるとする
• これらについては本講座のスライド参照
#define INDEX_COUNT(from,to)¥
template<class>class BOOST_PP_CAT(index_count_help_, from); ¥
template<int... Nums>¥
class BOOST_PP_CAT(index_count_help_, from)¥
<index_tuple<Nums...>>{¥
public:¥
using type = from <Nums...>; }; ¥
template<size_t N>¥
using to = typename BOOST_PP_CAT(index_count_help_, from)¥
<typename index_count<N>::type>::type;
上から説明します

9. BOOST_PP_CATを使ってみる
• とりあえずindex_tupleとindex_countが定義されてるとする
• これらについては本講座のスライド参照
#define INDEX_COUNT(from,to)¥
template<class>class BOOST_PP_CAT(index_count_help_, from); ¥
template<int... Nums>¥
class BOOST_PP_CAT(index_count_help_, from)¥
<index_tuple<Nums...>>{¥
public:¥
using type = from <Nums...>; }; ¥
template<size_t N>¥
using to = typename BOOST_PP_CAT(index_count_help_, from)¥
<typename index_count<N>::type>::type;
引数をfromとtoに代入して展開するマクロを定義

10. BOOST_PP_CATを使ってみる
• とりあえずindex_tupleとindex_countが定義されてるとする
• これらについては本講座のスライド参照
#define INDEX_COUNT(from,to)¥
template<class>class BOOST_PP_CAT(index_count_help_, from); ¥
template<int... Nums>¥
class BOOST_PP_CAT(index_count_help_, from)¥
<index_tuple<Nums...>>{¥
public:¥
using type = from <Nums...>; }; ¥
template<size_t N>¥
using to = typename BOOST_PP_CAT(index_count_help_, from)¥
<typename index_count<N>::type>::type;
トークン名結合してよくわからないクラスができる

11. BOOST_PP_CATを使ってみる
• とりあえずindex_tupleとindex_countが定義されてるとする
• これらについては本講座のスライド参照
#define INDEX_COUNT(from,to)¥
template<class>class BOOST_PP_CAT(index_count_help_, from); ¥
template<int... Nums>¥
class BOOST_PP_CAT(index_count_help_, from)¥
<index_tuple<Nums...>>{¥
public:¥
using type = from <Nums...>; }; ¥
template<size_t N>¥
using to = typename BOOST_PP_CAT(index_count_help_, from)¥
<typename index_count<N>::type>::type;
index_tupleで特殊化

12. BOOST_PP_CATを使ってみる
• とりあえずindex_tupleとindex_countが定義されてるとする
• これらについては本講座のスライド参照
#define INDEX_COUNT(from,to)¥
template<class>class BOOST_PP_CAT(index_count_help_, from); ¥
template<int... Nums>¥
class BOOST_PP_CAT(index_count_help_, from)¥
<index_tuple<Nums...>>{¥
public:¥
using type = from <Nums...>; }; ¥
template<size_t N>¥
using to = typename BOOST_PP_CAT(index_count_help_, from)¥
<typename index_count<N>::type>::type;
fromにNums…を渡したやつでtypeにエイリアス

13. BOOST_PP_CATを使ってみる
• とりあえずindex_tupleとindex_countが定義されてるとする
• これらについては本講座のスライド参照
#define INDEX_COUNT(from,to)¥
template<class>class BOOST_PP_CAT(index_count_help_, from); ¥
template<int... Nums>¥
class BOOST_PP_CAT(index_count_help_, from)¥
<index_tuple<Nums...>>{¥
public:¥
using type = from <Nums...>; }; ¥
template<size_t N>¥
using to = typename BOOST_PP_CAT(index_count_help_, from)¥
<typename index_count<N>::type>::type;
上のクラスにindex_countのtype渡してtoにエイリアス

14. さっきの例の使い方
template<int… Nums>class sum_type{
static int get(){
int ret();
for(const auto& x : {Nums…} )
ret+=x;
return ret;
}
};
INDEX_COUNT(sum,sum_type)
cout<<sum<10>::get()<<endl;//45が出力される
• つまりsum<10>でsum_type<0,1,2,3,4,5,6,7,8,9>に同じになる
• BOOST_PP_CATめっちゃ便利っぽい？

15. BOOST_PP_IF
• BOOST_PP_IF(cond, t, f)で定義されてる
• condには0から255に展開されるマクロ、または数値直打ち
• condが0ならtに、そうでないならfに展開される
• あれ、案外普通？

16. #include<boost¥preprocessor.hpp>
#include<iostream>
int main()
{
std::cout<<BOOST_PP_IF(3,”Hello World!”,42)<<std::endl;
}

17. ん？

18. コンパイル時では出来ないことやっとる
• 条件演算子でさっきの芸当は不可能
• 条件演算子では結果の2つの型に互換性が必要
• ってMSVCがエラー吐いた
• プリプロセッサなので機械的に展開された
• すなわちコンパイル時にはすでに”Hello World!!”になってたってこと
• でもまだ闇っぽくない
• 十分ヤバイニオイしてきてる気がしないこともない

19. BOOST_PP_ENUM
• BOOST_PP_ENUM(count, macro, data)
• countに255以下の数字を入れる
• macroにはマクロを入れる
• macro(z,0,data),macro(z,1,data),…,macro(z,count-1,data)展開される
• zが謎すぎて謎だが見たところ2が渡されてるっぽい？
• 下手に触れないほうがいいっぽいです

20. 例
#define TYPE_DECLARE(z,n,type) class BOOST_PP_CAT(type,n)
template<BOOST_PP_ENUM(16,TYPE_DECLARE,Type)>class test{};

22. ホラーが起こってる
• テンプレート引数16個とか人間が作るテンプレートクラスじゃねぇ
• 普通に可変長引数テンプレートでいいじゃんってツッコミ待ち
• 凄いヤバイっぽい
• ちなみにBOOST_PP_ENUM_SHIFTEDで1からの展開になります

23. BOOST_PP_REPEAT
• BOOST_PP_REPEAT(count, macro, data)
• さっきのカンマない版
• スペース1個は開けてくれてる
• やなニオイがプンプン

24. 使い方
#define DECLARE(z,n,type)¥
class BOOST_PP_CAT(type, n){ static const int x = n; };
BOOST_PP_REPEAT(32, DECLARE, test)

26. これヤバ過ぎるでしょ
• 似たようなクラスを大量定義するのにオススメ
• 他にも大量の足し算するときとか
• やっぱりアホ感拭えない
• BOOST_PP_REPEAT_FROM_TOで第1引数から第2引数-1まで展開

27. とりあえずFizzBuzzする
• テクニック知ってFizzBuzz試すのは礼儀(ほんまか)
• BOOST_PP_STRINGIZEとstatic_assertでコンパイルエラーメーセージで
出します

28. まずは倍数チェック
• BOOST_PP_EQUAL(x,y)でxとyが同じなら1、そうでないなら0
• 正確にはxとyが同じものに展開するマクロまたは数値
• それとBOOST_PP_MODとBOOST_PP_IFを使えば
「xがyの倍数ならt、そうでないならfに展開する」マクロを作れる

29. というわけで
#define MOD_IF(n,m,t,f)¥
BOOST_PP_IF(¥
BOOST_PP_EQUAL(¥
BOOST_PP_MOD(n,m),¥
0),¥
t,¥
f)
• 説明は不要だよね

30. FizzBuzzのための文字列
• FizzBuzzのルールを思い出す
• まず3の倍数であるかチェック
• 3の倍数なら「5の倍数ならFizzBuzz、そうでないならFizz」
• そうでないなら「5の倍数ならBuzz、そうでないならその数字」
• というわけでさっきのMOD_IF使う
• こんな感じ
#define FizzBuzzLoop(z,n,t)¥
MOD_IF(n,3,MOD_IF(n,5,FizzBuzz,Fizz),MOD_IF(n,5,Buzz,n))
• この引数の取り方はBOOST_PP_REPEAT_FROM_TOのため

31. 出力
BOOST_PP_STRINGIZE(BOOST_PP_REPEAT_FROM_TO(1,16,FizzBuzzLoop,t))
• 「さっきのFizzBuzzLoopを1から15まで展開」したものを文字列化する
• 自明なこと解説しないマンは自明なこと解説しないんじゃ

32. • インテリセンス便利
• GCCにパス通すの面倒だった(VC++では前から通してた)

33. まだまだ闇の途中
• boost¥preprocessor.hppではもっとマクロが定義されている
• またコンパイラ定義済みマクロもそれなりにある
• これらを使いこなしてこそ上級闇魔導師になれるはず
• 俺たちの戦いはこれからだ
• こんなことやってる暇あったら実行時C++やってる方がいい

34. おまけ
• ヒープ食いつぶした
• どのタイミングで
食いつぶしたんだ
• インテリセンス死ぬので
良い子は真似しない

35. 参考資料
• C++でゲームプログラミング http://d.hatena.ne.jp/osyo-manga/
• BOOST_PP http://d.hatena.ne.jp/osyo-manga/20100906/1285986310
• Boost.Preprocessorでプログラミングしましょう
http://www.slideshare.net/digitalghost/boostpp
• Boost.ppのリファレンス
http://www.boost.org/doc/libs/1_44_0/libs/preprocessor/doc/ref.html

36. 終わり
ご清聴ありがとうございました