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C/C++

Proxy 3.1.0 Release

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代理：C ++中的下一代多态性

您是否希望简化C ++中多态对象的终身管理和维护？

您是否想像Java或C＃这样的GC语言一样轻松地以C ++编写多态代码，而不会牺牲性能？

您是否尝试过C ++中的其他多态编程库，但发现它们不足？

如果是这样，这个库适合您。

我们的使命

“代理”是一个现代的C ++库，可帮助您无需继承而使用多态性（一种互换使用不同类型的对象的方式）。

“代理”是由Microsoft工程师创建的，自2022年以来一直在Windows操作系统中使用。多年来，使用继承一直是C ++中多态性的主要方法。但是，像Rust这样的新编程语言提供了更好的方法。我们已经提高了对面向对象的编程的理解，并决定使用C ++中的指针作为“代理”的基础。具体而言，“代理”库的设计为：

便携式：“代理”是在标准C ++ 20中作为单头库实施的。在编译器支持C ++ 20时，它可以在任何平台上使用。图书馆的大多数都是独立的，这使得操作系统的嵌入式工程或内核设计可行。
非侵入性：不再需要从抽象绑定继承的实现类型。
良好的管理：“代理”提供了类似GC的功能，可以有效地管理不同物体的寿命，而无需实际的垃圾收集器。
快速：凭借典型的编译器优化，“代理”会产生高质量的代码，比手工编写的代码好或更好。在许多情况下，“代理”的表现比传统的基于继承的方法更好，尤其是在管理对象的生命时。
可访问：从用户反馈中学到的可访问性在具有直观语法，良好的IDE兼容性和准确诊断的“代理3”中得到了显着改善。
灵活性：不仅成员函数，“代理”的“抽象”允许任何表达式都是多态性的，包括自由功能，操作员，转换等。可以根据需要自由地构成不同的抽象。支持专家在可扩展性和性能之间取得平衡的性能调整。

请参阅代理的常见问题以获取更多背景，并参考规格以获取更多技术细节。

快速开始

“代理”是仅标题的C ++ 20库。要使用库，请确保您的编译器满足最低要求，并在源代码中包括标头文件代理。另外，您可以通过搜索“代理”来通过VCPKG或CONAN安装库（请参阅vcpkg.io和conan.io）。

你好世界

让我们开始以下“ Hello World”示例：

# include < iostream >
# include < string >

# include " proxy.h "

struct Streamable : pro::facade_builder
    ::add_convention<pro::operator_dispatch< " << " , true >, std::ostream&(std::ostream& out) const >
    ::build {};

int main () {
  std::string str = " Hello World " ;
  pro::proxy<Streamable> p1 = &str;
  std::cout << " p1 = " << *p1 << " n " ;  // Prints: "p1 = Hello World"

  pro::proxy<Streamable> p2 = std::make_unique< int >( 123 );
  std::cout << " p2 = " << *p2 << " n " ;  // Prints: "p2 = 123"

  pro::proxy<Streamable> p3 = pro::make_proxy<Streamable>( 3.14 );
  std::cout << " p3 = " << *p3 << " n " ;  // Prints: "p3 = 3.14"
}

这是一个逐步的解释：

#include <iostream> ：for std::cout 。
#include <string> ：for std::string 。
#include "proxy.h" ：用于“代理”库。库的大多数设施都在命名空间pro中定义。如果库是通过VCPKG或Conan消费的，则应将此行更改为#include <proxy/proxy.h> 。
struct Streamable : pro::facade_builder ... ::build {} ：定义一个外面类型Streamable 。正式定义为亵渎要求的“立面”一词是“代理”库模型运行时抽象的方式。具体来说，
- pro::facade_builder ：提供在编译时构建外墙类型的能力。
- add_convention ：在构建上下文中添加了一个由“调度”和几个“过载”定义的广义“调用约定”。
- pro::operator_dispatch <"<<", true> ：指定操作员的调度<< extrendies <<主操作数（ proxy ）在右侧（由第二个模板参数true指定）。请注意，“代理”库中的多态性由表达式而不是成员函数定义，这与C ++虚拟函数或其他OOP语言不同。
- std::ostream&(std::ostream& out) const ：呼叫约定的签名，类似于std::move_only_function 。 const指定主要操作数为const 。
- build ：将上下文构建为立面类型。
pro::proxy <Streamable> p1 = &str ：从std::string的原始指针中创建一个proxy对象。 p1行为就像是原始指针，并且没有基础性std::string的所有权。如果str的寿命在p1之前结束，则p1将悬挂。
std::cout << *p1 ：这就是它的工作方式。它打印“ Hello World”，因为呼叫惯例是在立面Streamable中定义的，因此它好像通过调用std::cout << str 。
pro::proxy <Streamable> p2 = std::make_unique <int>(123) ：创建一个std::unique_ptr <int>并转换为proxy 。与p1不同， p2具有基础int的所有权，因为它是从std::unique_ptr的值实例化的，并且当p2被销毁时，它将称为std::unique_ptr的distructor，而p1没有基础int的所有权，因为它是从原始指针中实现的。 p1和p2是相同类型的pro::proxy<Streamable> ，这意味着您可以具有返回pro::proxy<Streamable>函数，而无需将有关实现详细信息的任何信息曝光。
std::cout << *p2 ：打印“ 123”毫不奇怪。
pro::proxy <Streamable> p3 = pro::make_proxy <Streamable>(3.14) ：从double创建proxy而不指定基础指针类型。具体来说，
- 与p2相似， p3也具有基本double价值的所有权，但可以有效地避免堆分配。
- 由于已知基础类型的大小（ double ）很小（在主要的32或64位平台上），因此pro::make_proxy在编译时意识到了事实，并返回pro::make_proxy_inplace ，这保证了不加重分配。
- “代理”库明确定义了何时发生堆分配或不避免用户陷入性能地狱，这与标准中的std::function和其他现有多态性包装器不同。
std::cout << *p3 ：打印“ 3.14”，毫不奇怪。
当main回报时， p2和p3将破坏基础对象，而p1无需执行任何操作，因为它拥有一个原始的指针，该指针没有基础std::string的所有权。

更多表达式

除了上一个示例中证明的运算符表达式外，该库还支持C ++中的几乎所有形式的表达式，并且可以使它们成为多态性。具体来说，

Macro PRO_DEF_MEM_DISPATCH ：定义成员函数调用表达式的调度类型。
Macro PRO_DEF_FREE_DISPATCH ：为免费功能调用表达式定义调度类型。
类模板pro::operator_dispatch ：用于操作员表达式的调度类型。
类模板pro::conversion_dispatch ：转换表达式的调度类型。

请注意，某些设施是作为宏提供的，因为当今的C ++模板不支持使用任意名称生成函数。这是使成员函数呼叫表达式多态的另一个示例：

# include < iostream >
# include < sstream >

# include " proxy.h "

PRO_DEF_MEM_DISPATCH (MemDraw, Draw);
PRO_DEF_MEM_DISPATCH (MemArea, Area);

struct Drawable : pro::facade_builder
    ::add_convention<MemDraw, void (std::ostream& output)>
    ::add_convention<MemArea, double () noexcept >
    ::support_copy<pro::constraint_level::nontrivial>
    ::build {};

class Rectangle {
 public:
  Rectangle ( double width, double height) : width_(width), height_(height) {}
  Rectangle ( const Rectangle&) = default ;

  void Draw (std::ostream& out) const {
    out << " {Rectangle: width = " << width_ << " , height = " << height_ << " } " ;
  }
  double Area () const noexcept { return width_ * height_; }

 private:
  double width_;
  double height_;
};

std::string PrintDrawableToString (pro::proxy<Drawable> p) {
  std::stringstream result;
  result << " entity = " ;
  p-> Draw (result);
  result << " , area = " << p-> Area ();
  return std::move (result). str ();
}

int main () {
  pro::proxy<Drawable> p = pro::make_proxy<Drawable, Rectangle>( 3 , 5 );
  std::string str = PrintDrawableToString (p);
  std::cout << str << " n " ;  // Prints: "entity = {Rectangle: width = 3, height = 5}, area = 15"
}

这是一个逐步的解释：

#include <iostream> ：for std::cout 。
#include <sstream> ：对于std::stringstream 。
#include "proxy.h" ：用于“代理”库。
PRO_DEF_MEM_DISPATCH (MemDraw, Draw) ：定义调用类型MemDraw用于呼叫成员函数Draw表达式。
PRO_DEF_MEM_DISPATCH (MemArea, Area) ：定义调用类型的MemArea ，用于呼叫成员功能Area的表达式。
struct Drawable : pro::facade_builder ... ::build {} ：定义Drawable外观类型。具体来说，
- add_convention ：在构建上下文中添加呼叫约定。
- support_copy < pro::constraint_level ::nontrivial> ：指定基础指针类型应复制，这也使结果proxy类型可复制。
class Rectangle ： Drawable的实现。
函数PrintDrawableToString ：将Drawable可将其转换为std::string 。请注意，这是一个函数而不是功能模板，这意味着它可以在较大的构建系统中生成ABI。
pro::proxy<Drawable> p = pro::make_proxy<Drawable, Rectangle>(3, 5) ：创建一个包含Rectangle proxy<Drawable>对象。
std::string str = PrintDrawableToString(p) ：将p转换为std::string ，隐式创建p的副本。
std::cout << str ：打印字符串。

其他有用的功能

“代理”库是C ++中运行时多态性的独立解决方案。规格中还有许多其他功能。除了上述功能外，这里还有基于用户反馈的最受欢迎功能的策划列表：

过载： facade_builder::add_convention比上面所示的功能更强大。它可以采用任何数量的过载类型（正式地，符合ProVerload要求的任何类型），并在调用proxy时执行标准的超负荷分辨率。
立面构图： facade_builder::add_facade可以灵活地组成不同的抽象。
弱派遣：当对象不实施约定时，我们不希望它触发硬编译错误时，它可以从现有调度类型和默认实现中使用Macro PRO_DEF_WEAK_DISPATCH定义“弱派遣”。
分配器意识：函数模板allocate_proxy能够使用任何自定义分配器的值创建proxy 。在C ++ 11中， std::function和std::packaged_task具有构造函数，可以接受自定义分配器进行性能调整，但是在C ++ 17中删除了这些构造器，因为“语义是不清楚的，并且在类型的上下文中存储分配器存在技术问题，然后将其分配给该分配的任何分配，以便在复制分配过程中恢复任何分配”。这些问题不适用于allocate_proxy 。
可配置的约束： facade_builder为约束配置提供了全面支持，包括内存布局（通过restrict_layout ），可复制性（通过support_copy ），可重新定位性（通过support_relocation ）和可破坏性（通过support_destruction ）。
反射： proxy支持基于类型的运行时查询的基于类型的编译时间反射。有关更多详细信息，请参阅facade_builder::add_reflection和功能模板proxy_reflect 。

编译器的最低要求

家庭	最低版本	必需的标志
海湾合作委员会	13.1	-std = C ++ 20
铛	15.0.0	-std = C ++ 20
MSVC	19.31	/std：C ++ 20
NVIDIA HPC	24.1	-std = C ++ 20

使用CMAKE构建和运行测试

 git clone https://github.com/microsoft/proxy.git
cd proxy
cmake -B build
cmake --build build -j
ctest --test-dir build -j

贡献

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附加信息

版本 Proxy 3.1.0 Release
类型 C/C++
更新时间 2025-03-14
大小 129.97KB
来自于 Github

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