すーぱーぷろぐらみんてくにーーく！

The Super Programming Technique

§４．CompileTimeProgramming 【前編】

List-1．1からnまでの合計を求める

テンプレートの部分的な定義がある場合、もっとも適切なものが優先して適用されます。
このことを利用して、以下のように再帰的に計算することができます。

template <int n> struct Total;

// 合計を再帰的に定義

// その１．　total(0) = 0;
// ※　Totalテンプレートの部分的な定義
template <> struct Total<0> {
　　enum { value_ = 0 };
};

// その２．　total(n) = total(n-1) + n;
// ※　Totalテンプレートの一般的な定義

template <int n> struct Total {
  enum { value_ = Total<n-1>::value_ + n };
};

void main(){
　int nTotal = Total<100>::value_;
　cout << nTotal;
}

この合計する部分は、コンパイラが計算する部分であって実際のコードに1から100まで加算するコードは存在しません。
コンパイル時点で5050が計算されます。

まるで手品か、単なるパズルかのようですが、実際、このようなコンパイル時プログラミングを利用することによって、クラスライブラリLokiでは、ダブルディスパッチを可能にしています。C++の上級プログラマならば知っておかなければならない技法でしょう。

それはともかく、いまはお遊び感覚で、もう少しコンパイル時プログラミングの世界を覗いてみましょう。

List-2．nの階乗を求める

これはList-1とほぼ同じだから難しくは無いでしょう。

template <int n> struct Factorial;

// 階乗を再帰的に定義

// その１．　Factorial(0) = 1;
template <> struct Factorial<0> {
　enum { value_ = 1 };
};

// その２．　Factorial(n) = Factorial(n-1) * n;
template <int n> struct Factorial {
　enum { value_ = Factorial<n-1>::value_ * n };
};

void main(){
　int nFactorial = Factorial<6>::value_;
　cout << nFactorial;
}

実行すれば、６の階乗
　　６！＝６×５×４×３×２×１＝７２０
の720が表示されます。

List-3．フィボナッチ数を求める

template <int n> struct f;

// フィボナッチ数を再帰的に定義

// その１．　f(1) = 1 , f(2) = 1
template <> struct f<1> {
　enum { value_ = 1 };
};

template <> struct f<2> {
　enum { value_ = 1 };
};

// その２．　f(n) = f(n-1) + f(n-2)
template <int n> struct f {
　enum { value_ = f<n-1>::value_ + f<n-2>::value_ };
};

void main(){
　int n = f<7>::value_;
　cout << n;
}

実行すればf(7)==13が表示されます。

プログラミングの世界は、何が実用になるかわかりにくいです。だから、こういうのをパズルだと馬鹿にせず取り組む姿勢が大切です。
そもそも、プログラム自体が頭脳の体操みたいなものなのですから．．。

参考（にすると良い）文献．
１．
『Modern C++ Design』 ISBN4-89471-435-3　アンドレイ・アレキサンドレスク著，村上　雅章訳／株式会社ピアソン・エデュケーション 3,600円+税

参考（にすると良い）ページ．
１．LOKI(Andrei Alexandrescuのページ) ：http://www.moderncppdesign.com/
２．LOKI Port(LOKIをVC7でコンパイルが通るように改造したもの)：http://www.geocities.com/rani_sharoni/LokiPort.html
３．LOKIを（部分的に）VC6で利用しようという試み。：http://pc.2ch.net/test/read.cgi/tech/1008593126/576-615

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