C++17の新機能 落穂拾い / new features of C++17 - gleaner

C++17 で追加されたライブラリ機能の紹介です。

一応調べながら書いてはいますが、力量の問題でいろいろ間違ってるかもです。
相変らず使用例が無いのは単なる力不足です…

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2. C++17 の新機能
   落穂拾い
   2019/3/28 鳥頭かりやマン
   1
   

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3. *this のコピーキャプチャ
   2
   

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4. *this のコピーキャプチャ
   3
   P0018R0 : Lambda Capture of *this by Value
   http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2015/p0018r0.html
   P0018R1 : Lambda Capture of *this by Value
   http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2015/p0018r1.html
   P0018R2 : Lambda Capture of *this by Value as [=,*this]
   http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2016/p0018r2.html
   P0018R3 : Lambda Capture of *this by Value as [=,*this]
   http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2016/p0018r3.html
   

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5. *this のコピーキャプチャ
   4
   導入の背景
   

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6. *this のコピーキャプチャ
   導入の背景
   5
   *this だって
   コピーキャプチャ
   したい！
   まんまやん…
   

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7. *this のコピーキャプチャ
   導入の背景
   6
   今までの問題点
   • デフォルトコピーキャプチャを使うと、さもコピーキャプ
   チャされてる風に（？）メンバ変数名だけでアクセス可能
   になるが、実際には this ポインタがコピーされてるだけな
   ので、メンバ変数は実質参照キャプチャになっている。
   • *this をコピーキャプチャするには初期化キャプチャを使
   用して別の変数を導入する必要がある。
   • デフォルトコピーキャプチャと *this からの初期化キャプ
   チャを両方使用しても、間違ってメンバ変数名単体でアク
   セスすると参照アクセスになってしまう。
   

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8. *this のコピーキャプチャ
   導入の背景
   7
   #include
   struct S {
   S(int i) : i(i) {}
   int i;
   auto f() { return [=]{ return i; }; }
   };
   int main()
   {
   auto l = S(42).f();
   std::cout << l() << '¥n';
   }
   デフォルトコピーキャプチャでも、
   メンバ変数は this 経由でのアクセス
   なので、実質参照キャプチャ
   UB!!!
   デフォルトコピーキャプチャでも、
   メンバ変数は this 経由でのアクセス
   なので、実質参照キャプチャ
   

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9. *this のコピーキャプチャ
   導入の背景
   8
   #include
   struct S {
   S(int i) : i(i) {}
   int i;
   auto f() {
   return [self = *this]{ return self.i; };
   }
   };
   int main()
   {
   auto l = S(42).f();
   std::cout << l() << '¥n';
   }
   ナゾの変数 self を導入して、
   無理やりコピーキャプチャに。
   でもアクセスが面倒…
   ナゾの変数 self を導入して、
   無理やりコピーキャプチャに。
   でもアクセスが面倒…
   

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10. *this のコピーキャプチャ
    導入の背景
    9
    #include
    struct S {
    S(int i) : i(i) {}
    int i;
    auto f() { return [=, self = *this]{ return i; }; }
    };
    int main()
    {
    auto l = S(42).f();
    std::cout << l() << '¥n';
    }
    デフォルトコピーキャプチャでも、
    メンバ変数は this 経由でのアクセス
    なので、実質参照キャプチャ
    UB!!!
    デフォルトコピーキャプチャでも、
    メンバ変数は this 経由でのアクセス
    なので、実質参照キャプチャ
    せっかくナゾの変数 self を導入して
    も、デフォルトコピーキャプチャしてい
    ると this 経由でアクセスできちゃう…
    

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11. *this のコピーキャプチャ
    10
    対応
    

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12. *this のコピーキャプチャ
    対応
    11
    シンプルキャプチャに
    *this も指定できる
    ようにしよう！
    さすがにデフォルトの挙動は変えられなかったよ…
    

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13. *this のコピーキャプチャ
    対応
    12
    #include
    struct S {
    S(int i) : i(i) {}
    int i;
    auto f() { return [*this]{ return i; }; }
    };
    int main()
    {
    auto l = S(42).f();
    std::cout << l() << '¥n';
    }
    ナゾの変数 self を導入して、
    無理やりコピーキャプチャに。
    でもアクセスが面倒…
    ラムダキャプチャに *this を指定すると
    *this がコピーキャプチャされる。
    アクセスも簡単！
    

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14. *this のコピーキャプチャ
    対応
    13
    #include
    struct S {
    S(int i) : i(i) {}
    int i;
    auto f() { return [=, *this]{ return i; }; }
    };
    int main()
    {
    auto l = S(42).f();
    std::cout << l() << '¥n';
    }
    ナゾの変数 self を導入して、
    無理やりコピーキャプチャに。
    でもアクセスが面倒…
    デフォルトコピーキャプチャと一緒に
    使っても大丈夫！
    

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15. *this のコピーキャプチャ
    対応
    14
    #include
    struct S {
    S(int i) : i(i) {}
    int i;
    auto f() { return [&, *this]{ return i; }; }
    };
    int main()
    {
    auto l = S(42).f();
    std::cout << l() << '¥n';
    }
    ナゾの変数 self を導入して、
    無理やりコピーキャプチャに。
    でもアクセスが面倒…
    もちろん、デフォルト参照キャプチャと
    一緒に使っても大丈夫！
    

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16. *this のコピーキャプチャ
    15
    悲報
    

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17. *this のコピーキャプチャ
    悲報
    16
    • デフォルトコピーキャプチャでメンバ変数が実質
    参照キャプチャになるのは変わってない。
    • C++20 でデフォルトコピーキャプチャで this をコ
    ピーキャプチャする挙動が非推奨になるが、
    C++17 ではまだデフォルトコピーキャプチャ指定
    時に this を指定できない。
    

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18. *this のコピーキャプチャ
    悲報
    17
    #include
    struct S {
    S(int i) : i(i) {}
    int i;
    auto f() { return [=]{ return i; }; }
    };
    int main()
    {
    auto l = S(42).f();
    std::cout << l() << '¥n';
    }
    デフォルトコピーキャプチャでも、
    メンバ変数は this 経由でのアクセス
    なので、実質参照キャプチャ
    UB!!!
    デフォルトコピーキャプチャだけだと、
    今までと何も変わってない…
    

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19. *this のコピーキャプチャ
    悲報
    18
    #include
    struct S {
    S(int i) : i(i) {}
    int i;
    auto f() { return [=]{ return i; }; }
    };
    int main()
    {
    auto s = S(42);
    auto l = s.f();
    std::cout << l() << '¥n';
    }
    デフォルトコピーキャプチャでも、
    メンバ変数は this 経由でのアクセス
    なので、実質参照キャプチャ
    C++20 だと
    デフォルトコピーキャプチャだけで
    this にアクセスするのは非推奨…
    

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20. *this のコピーキャプチャ
    悲報
    19
    #include
    struct S {
    S(int i) : i(i) {}
    int i;
    auto f() { return [=, this]{ return i; }; }
    };
    int main()
    {
    auto s = S(42);
    auto l = s.f();
    std::cout << l() << '¥n';
    }
    デフォルトコピーキャプチャでも、
    メンバ変数は this 経由でのアクセス
    なので、実質参照キャプチャ
    C++20 からは
    このように書くのが良いが、
    C++17 ではこの書き方はエラー
    

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21. *this のコピーキャプチャ
    悲報
    20
    結論
    デフォルトキャプチャ
    使うのは避けよう！
    

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22. *this のコピーキャプチャ
    21
    完
    終
    制作・著作
    ━━━━━
    ⓃⒽⓀ
    

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23. emplace の戻り値型変更
    22
    

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24. emplace の戻り値型変更
    23
    P0084R0 Emplace Return Type
    http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2015/p0084r0.pdf
    P0084R1 Emplace Return Type (Revision 1)
    http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2016/p0084r1.pdf
    P0084R2 Emplace Return Type (Revision 2)
    http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2016/p0084r2.pdf
    

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25. emplace の戻り値型変更
    24
    導入の背景
    

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26. emplace の戻り値型変更
    導入の背景
    25
    emplace_front や
    emplace_back の直後にその
    要素アクセスすることが多い
    んだが、こいつらの戻り値型
    が void でまんどくさい…
    普通の emplace は iterator とか返ってくるのにね…
    

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27. emplace の戻り値型変更
    導入の背景
    26
    ペーパーに載ってた例
    // ① 格納してすぐにメンバ関数呼び出し
    my_container.emplace_back(…);
    my_container.back().do_something(…);
    // ② 格納してすぐに関数に引き渡し（バンドじゃないよ（分かったらおっさん
    my_container.emplace_back(…);
    do_something_else(my_container.back());
    // ➂ デフォルト構築してすぐにファイルから読み込み
    my_container.emplace_back();
    my_container.back().read(file_stream);
    

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28. emplace の戻り値型変更
    27
    対応
    

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29. emplace の戻り値型変更
    対応
    28
    要素への
    参照返す
    ようにしよ
    575（無理やり
    iterator じゃないんだ…
    

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30. emplace の戻り値型
    対応
    29
    対象
    1.シーケンスコンテナの
    emplace_front、emplace_backという
    名のメンバ関数
    2.コンテナアダプタの queue::emplace、
    stack::emplace
    priority_queue::emplace は入らないのね…
    

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31. emplace の戻り値型変更
    対応
    30
    ペーパーに載ってた例（改）
    // ① 格納してすぐにメンバ関数呼び出し
    my_container.emplace_back(…).do_something(…);
    // ② 格納してすぐに関数に引き渡し
    do_something_else(my_container.emplace_back(…));
    // ➂ デフォルト構築してすぐにファイルから読み込み
    my_container.emplace_back().read(file_stream);
    

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32. emplace の戻り値型変更
    対応
    31
    push 系はやらないの？
    ⇓
    push するって事は既にオブジェクト持ってる
    から不要なことが多いし、どうしても格納後オ
    ブジェクトにアクセスしたければ emplace 使
    えばいいっしょ（ペーパーより超訳）
    

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33. emplace の戻り値型変更
    対応
    32
    下記の2点がよくわかりませんでした…
    • 他の emplace 系の戻り値型は iterator な
    のに何で参照なの？
    • 何で std::priority_queue::emplace は対象
    外なの？
    教えて！エロい人！！！
    

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34. emplace の戻り値型変更
    33
    完
    終
    制作・著作
    ━━━━━
    ⓃⒽⓀ
    

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35. 単純な文字列変換
    34
    

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36. 単純な文字列変換
    35
    N4412: Shortcomings of iostreams
    http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2015/n4412.html
    P0067R0: Elementary string conversions
    http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2015/p0067r0.html
    P0067R1: Elementary string conversions, revision 1
    http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2016/p0067r1.html
    P0067R2: Elementary string conversions, revision 2
    http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2016/p0067r2.html
    P0067R3: Elementary string conversions, revision 2
    http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2016/p0067r3.html
    P0067R4: Elementary string conversions, revision 4
    http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2016/p0067r4.html
    P0067R5: Elementary string conversions, revision 5
    http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2016/p0067r5.html
    

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37. 単純な文字列変換
    36
    導入の背景
    

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38. 単純な文字列変換
    導入の背景
    37
    既存ライブラリの問題点
    • 書式指定文字列うぜぇ
    • 動的メモリ割当強制うぜぇ
    • ロケールうぜぇ
    • 仮想関数呼び出しうぜぇ
    • バッファオーバーラン怖ぇ
    • 入力文字列のエラー分かんねぇのうぜぇ
    • 入力文字列のスペース勝手に無視すんのうぜぇ
    • 頭の0x勝手に解釈すんのうぜぇ
    

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39. 単純な文字列変換
    導入の背景
    38
    既存ライブラリの問題点
    結論
    うぜぇ
    ちょっと怖ぇ
    

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40. 単純な文字列変換
    導入の背景
    39
    既存機能 うぜぇとこ
    sprintf ロケール、書式指定文字列、バッファオーバーラン
    snprintf ロケール、書式指定文字列
    sscanf ロケール、書式指定文字列
    atol ロケール、エラー発生不明
    strtol ロケール、空白無視、0x勝手に解釈
    strstream ロケール、空白無視
    stringstream ロケール、空白無視、動的メモリ割当
    num_put /
    num_get facets
    ロケール、仮想関数呼び出し
    to_string ロケール、動的メモリ割当
    stoi etc.
    ロケール、動的メモリ割当、空白無視、0x勝手に解釈、
    エラー時例外
    

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41. 単純な文字列変換
    導入の背景
    40
    オレはただ単純に
    数値と文字列とを
    変換したいだけ
    なんだ！！！１！
    

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42. 単純な文字列変換
    41
    対応
    

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43. 単純な文字列変換
    対応
    42
    単純な
    文字列変換
    追加しよ
    575（無理やり
    まんま…
    

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44. 単純な文字列変換
    対応
    43
    新規ライブラリの特徴
    • 書式指定は文字列じゃない
    • 動的メモリ割当しない
    • ロケール無視
    • 仮想関数呼び出ししない
    • バッファオーバーランしない
    • 戻り値でエラー返す
    • 入力文字列のスペース無視しない
    • 頭の0x解釈しない
    

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45. 単純な文字列変換
    対応
    44
    文字列から数値への変換
    from_chars_result
    from_chars(const char* first, const char* last,
    INT※１& value, int base = 10);
    from_chars_result
    from_chars(const char* first, const char* last,
    FLOAT※２& value,
    chars_format fmt = chars_format::general);
    ※１ 符号付き整数型、符号無し整数型、charのいずれか。
    整数型全部じゃないよ。（bool とか char32_t とかは無い）
    ※２ 任意の浮動小数点型。
    

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46. 単純な文字列変換
    対応
    45
    文字列から数値への変換
    struct from_chars_result {
    const char* ptr; //数値として解釈できない文字へのポインタ
    errc ec; //変換失敗した場合のエラーコード
    };
    enum class chars_format {
    scientific = 値は未規定, // %e と同じ
    fixed = 値は未規定, // %f と同じ
    hex = 値は未規定, // %a とだいたい同じ
    general = fixed | scientific // %g と同じ
    };
    

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47. 単純な文字列変換
    対応
    46
    数値から文字列への変換
    to_chars_result to_chars(char* first, char* last,
    INT※１ value, int base = 10);
    to_chars_result to_chars(char* first, char* last,
    FLOAT※２ value);
    to_chars_result to_chars(char* first, char* last,
    FLOAT※２ value, chars_format fmt);
    to_chars_result to_chars(char* first, char* last,
    FLOAT※２ value, chars_format fmt,
    int precision);
    

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48. 単純な文字列変換
    対応
    47
    数値から文字列への変換
    struct to_chars_result {
    char* ptr; // 出力された最後の文字の次へのポインタ
    errc ec; // 変換失敗した場合のエラーコード
    };
    

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49. 単純な文字列変換
    対応
    48
    重要
    なんと新規ヘッダ
    
    

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50. 単純な文字列変換
    49
    使い方
    

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51. 単純な文字列変換
    使い方
    50
    // 文字⇒数値変換
    const char s[] = "42kg";
    int i = 0;
    auto r = std::from_chars(s, s + sizeof(s) - 1, i);
    assert(i == 42);
    assert(r.ptr == s + 2);
    assert(r.ec == std::errc{});
    ※ r.ptr は数値として解釈できない文字(この場合は"k")を指す。
    （エラーではない）
    ちなみに、ここでは説明のため敢えて r で受けてるけど普通は構造化束縛使うよね…
    

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52. 単純な文字列変換
    使い方
    51
    // マイナス符号
    const char s[] = "-42g";
    int i = 0;
    auto r = std::from_chars(s, s + sizeof(s) - 1, i);
    assert(i == -42);
    assert(r.ptr == s + 3);
    assert(r.ec == std::errc{});
    

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53. 単純な文字列変換
    使い方
    52
    // プラス符号はNG
    const char s[] = "+42";
    int i = 114'514;
    auto r = std::from_chars(s, s + sizeof(s) - 1, i);
    assert(i == 114'514);
    assert(r.ptr == s);
    assert(r.ec == std::errc::invalid_argument);
    ※ エラーの時は i は変わらず、r.ptr は数値として解釈できない文
    字（この場合は"+"）を指す。
    

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54. 単純な文字列変換
    使い方
    53
    // 数値がデカすぎる場合もNG
    const char s[] = "12345678901234567890";
    int i = 42;
    auto r = std::from_chars(s, s + sizeof(s) - 1, i);
    assert(i == 42);
    assert(r.ptr == s + sizeof(s) - 1);
    assert(r.ec == std::errc::result_out_of_range);
    ※ この場合も、r.ptr は数値として解釈できない文字を指すので、最
    後の数字の次の文字（つまり終端）を指している。
    （変換対象の文字の次ではない）
    

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55. 単純な文字列変換
    使い方
    54
    // もちろん16進数はOK
    const char s[] = "DEADBEEF";
    int i = 42;
    auto r = std::from_chars(s, s + sizeof(s) - 1, i, 16);
    assert(i == 0xDEAD'BEEF);
    assert(r.ptr == s + 8);
    assert(r.ec == std::errc{});
    

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56. 単純な文字列変換
    使い方
    55
    // 16進数でも頭の"0x"はNG
    const char s[] = "0xDEADBEEF";
    int i = 42;
    auto r = std::from_chars(s, s + sizeof(s) - 1, i, 16);
    assert(i == 0);
    assert(r.ptr == s + 1);
    assert(r.ec == std::errc{});
    ※ エラーじゃなくて、先頭の0だけ変換されてる。（わりとワナ）
    

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57. 単純な文字列変換
    使い方
    56
    // ナゾの36進数までOK
    const char s[] = "1Z1z";
    int i = 42;
    auto r = std::from_chars(s, s + sizeof(s) - 1, i, 36);
    assert(i == 92'087);
    assert(r.ptr == s + 4);
    assert(r.ec == std::errc{});
    

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58. 単純な文字列変換
    使い方
    57
    // 浮動小数点型
    const char s[] = "42.195km";
    double d = 0;
    auto r = std::from_chars(s, s + sizeof(s) - 1, d);
    assert(d == 42.195);
    assert(r.ptr == s + 6);
    assert(r.ec == std::errc{});
    

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59. 単純な文字列変換
    使い方
    58
    // 浮動小数点型もプラス符号はNG
    const char s[] = "+42.195km";
    double d = 114'514;
    auto r = std::from_chars(s, s + sizeof(s) - 1, d);
    assert(d == 114'514);
    assert(r.ptr == s);
    assert(r.ec == std::errc::invalid_argument);
    

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60. 単純な文字列変換
    使い方
    59
    // 指数部のプラス符号はOK(もちろんなくてもOK)
    const char s[] = "2.99792458e+8m/s";
    double d = 0;
    auto r = std::from_chars(s, s + sizeof(s) - 1, d);
    assert(d == 2.997'924'58e+8);
    assert(r.ptr == s + 13);
    assert(r.ec == std::errc{});
    

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61. 単純な文字列変換
    使い方
    60
    // fmtがscientificの場合は指数部が無いとNG
    const char s[] = "299792458m/s";
    double d = 0;
    auto r = std::from_chars(s, s + sizeof(s) - 1, d,
    std::chars_format::scientific);
    assert(d == 0);
    assert(r.ptr == s);
    assert(r.ec == std::errc::invalid_argument);
    ※ 形式エラーの場合は ptr は先頭を指すらしい。（たぶん使わない）
    

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62. 単純な文字列変換
    使い方
    61
    // fmtがhexならみんな大好き16進浮動小数点も行けるけど、
    // こちらも先頭の0xはNG
    const char s[] = "CAFE.BABEp+15Java";
    double d = 0;
    auto r = std::from_chars(s, s + sizeof(s) - 1, d,
    std::chars_format::hex);
    assert(d == 0xCAFE.BABEp+15); //つまり、1.702'845'791e+9
    assert(r.ptr == s + 13);
    assert(r.ec == std::errc{});
    

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63. 単純な文字列変換
    使い方
    62
    // 数値⇒文字変換
    int i = 42;
    char s[10];
    auto r = std::to_chars(s, s + sizeof(s), i);
    assert("42"sv == std::string_view(s, r.ptr - s));
    assert(r.ec == std::errc{});
    ※ プラス符号は付かない。（付ける方法は無い）
    出力は '¥0' で終端されるわけではないので注意！
    

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64. 単純な文字列変換
    使い方
    63
    // もちろん16進数もOK
    int i = 42;
    char s[10];
    auto r = std::to_chars(s, s + sizeof(s), i, 16);
    assert("2a"sv == std::string_view(s, r.ptr - s));
    assert(r.ec == std::errc{});
    ※ 頭に"0x"は付かない。（付ける方法は無い）
    英文字の出力は小文字。（大文字バージョンは無い）
    

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65. 単純な文字列変換
    使い方
    64
    // もちろん（？）ナゾの36進数まで行ける
    int i = 92'087;
    char s[10];
    auto r = std::to_chars(s, s + sizeof(s), i, 36);
    assert("1z1z"sv == std::string_view(s, r.ptr - s));
    assert(r.ec == std::errc{});
    

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66. 単純な文字列変換
    使い方
    65
    // バッファが足りないとエラー
    int i = 114'514;
    char s[5];
    auto r = std::to_chars(s, s + sizeof(s), i);
    assert(r.ptr == s + sizeof(s));
    assert(r.ec == std::errc::value_too_large);
    ※ 変換エラーの場合は ptr は最後を指すらしい。（たぶん使わない）
    変換エラーの場合、バッファの中身は未規定
    

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67. 単純な文字列変換
    使い方
    66
    // 浮動小数点
    double d = 100'000;
    char s[10];
    auto r = std::to_chars(s, s + sizeof(s), d);
    assert(r.ec == std::errc{});
    assert("1e+05"sv == std::string_view(s, r.ptr - s));
    ※ フォーマットを指定しないと、ロケール C の printf で %f と %e
    で変換した場合に文字列が短くなる方になる。
    同じ長さの場合には %f 優先。
    printf の %g とは違うので注意。
    

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68. 単純な文字列変換
    使い方
    67
    // 浮動小数点
    double d1 = 3.141592653589793238462643383279;
    char s[50];
    auto r1 = std::to_chars(s, s + sizeof(s), d1);
    assert(r1.ec == std::errc{});
    double d2 = 0;
    auto r2 = std::from_chars(s, r1.ptr, d2);
    assert(d1 == d2);
    assert(r2.ec == std::errc{});
    ※ 浮動小数点数は、文字列化の際に精度を指定しない場合、ラウンド
    トリップして結果が等しくなるように処理される。
    フォーマットを指定した場合でも同じ。（ここも printf と違う）
    

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69. 単純な文字列変換
    使い方
    68
    // 浮動小数点
    double d = 3.141592653589793238462643383279;
    char s[100];
    auto r = std::to_chars(s, s + sizeof(s), d,
    std::chars_format::general, 3);
    assert(r.ec == std::errc{});
    assert("3.14"sv == std::string_view(s, r.ptr - s));
    ※ 精度の指定内容は printf の対応する書式と同じ。
    （精度の指定はできるけど幅の指定はできないよ）
    

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70. 単純な文字列変換
    使い方
    69
    // みんな大好き16進浮動小数点もOK
    double d = 0.0625;
    char s[10];
    auto r = std::to_chars(s, s + sizeof(s), d,
    std::chars_format::hex);
    assert(r.ec == std::errc{});
    assert("1p-04"sv == std::string_view(s, r.ptr - s));
    ※ 頭に0xは付かない。
    

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71. 単純な文字列変換
    70
    悲報
    

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72. 単純な文字列変換
    悲報
    71
    GCC も Clang も
    整数しか対応して
    ない…
    

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73. 単純な文字列変換
    悲報
    72
    何と VC++ 14.16 は
    浮動小数点数も
    それなりに
    対応してる！
    すごいぞ VC++！
    まだ不完全ではあるけど、ちょっと見直した…
    

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74. 単純な文字列変換
    73
    完
    終
    制作・著作
    ━━━━━
    ⓃⒽⓀ
    

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75. 検索アルゴリズム
    74
    

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76. 検索アルゴリズム
    75
    N3411: Additional Searching Algorithms
    http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2012/n3411.pdf
    N3606: Extending std::search to use Additional Searching Algorithms
    http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3606.html
    N3703: Extending std::search to use Additional Searching Algorithms
    (Version 3)
    http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3703.html
    P0253R0: Fixing a design mistake in the searchers interface in Library
    Fundamentals
    http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2016/p0253r0.pdf
    P0253R1: Fixing a design mistake in the searchers interface in Library
    Fundamentals
    http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2016/p0253r1.pdf
    

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77. 検索アルゴリズム
    76
    導入の背景
    

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78. 検索アルゴリズム
    導入の背景
    77
    std::search ってとって
    も便利だけど、もっと
    いいアルゴリズムも
    アルゴリズム
    

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79. 検索アルゴリズム
    導入の背景
    78
    もっといい
    アルゴリズム
    ？？？
    

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80. 検索アルゴリズム
    導入の背景
    79
    もっといいアルゴリズムの例
    • Boyer-Moore
    • Boyer-Moore-Horspool
    結構有名らしい…（小並感
    アルゴリズムの中身については聞かないでください…
    

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81. 検索アルゴリズム
    導入の背景
    80
    導入にあたっての懸念点
    もっといいアルゴリズム達は、
    検索パータンに対する前処理を
    必要とするので、前処理結果を
    保存できないともったいない。
    

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82. 検索アルゴリズム
    導入の背景
    81
    でも現在の
    std::searchのインタ
    フェースは…
    

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83. 検索アルゴリズム
    導入の背景
    82
    template
    ForwardIterator1
    search(ForwardIterator1 first1, ForwardIterator1 last1,
    ForwardIterator2 first2, ForwardIterator2 last2);
    templateclass BinaryPredicate>
    ForwardIterator1
    search(ForwardIterator1 first1, ForwardIterator1 last1,
    ForwardIterator2 first2, ForwardIterator2 last2,
    BinaryPredicate pred);
    ※ [first1, last1) が検索される範囲、[first2, last2) が検索パ
    ターン範囲なので、前処理結果を保存できる余地が無さそう…
    

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84. 検索アルゴリズム
    83
    対応
    

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85. 検索アルゴリズム
    対応
    84
    • さっきの2つのアルゴリズムは
    標準でサポートしよう！
    • std::search のオーバーロードだ
    けじゃなくて、オブジェクトイン
    タフェースも追加しよう！
    

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86. 検索アルゴリズム
    対応
    85
    オブジェクト
    インタフェース
    ？？？
    

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87. 検索アルゴリズム
    対応
    86
    1. 検索パターン範囲を、コン
    ストラクタの引数にして、検
    索オブジェクトを作る
    2. 検索対象範囲を、関数呼び
    出し演算子の引数にして、
    実際に検索する
    

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88. 検索アルゴリズム
    対応
    87
    使い方イメージ
    auto s = u8"柿"sv;
    auto bm = std::boyer_moore_searcher(begin(s), end(s));
    auto t = u8"杮杮杮杮杮杮杮杮杮杮柿杮杮杮杮杮杮杮杮杮杮"sv;
    auto p = bm(begin(t), end(t));
    std::cout << p.first - begin(t) << ", "
    << p.second - begin(t) << '¥n';
    

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89. 検索アルゴリズム
    対応
    88
    使い方イメージ
    auto s = u8"柿"sv;
    auto bm = std::boyer_moore_searcher(begin(s), end(s));
    auto t = u8"杮杮杮杮杮杮杮杮杮杮柿杮杮杮杮杮杮杮杮杮杮"sv;
    auto p = bm(begin(t), end(t));
    std::cout << p.first - begin(t) << ", "
    << p.second - begin(t) << '¥n';
    検索パターン範囲をッ、コンストラクタの引数
    にしてッ、検索オブジェクトを作るッ！！！
    ※ ここでは Boyer-Moore アルゴリズム
    

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90. 検索アルゴリズム
    対応
    89
    使い方イメージ
    auto s = u8"柿"sv;
    auto bm = std::boyer_moore_searcher(begin(s), end(s));
    auto t = u8"杮杮杮杮杮杮杮杮杮杮柿杮杮杮杮杮杮杮杮杮杮"sv;
    auto p = bm(begin(t), end(t));
    std::cout << p.first - begin(t) << ", "
    << p.second - begin(t) << '¥n';
    検索対象範囲をッ、関数呼び出し演算子の引数に
    してッ、実際に検索するッ！！！
    同じオブジェクトで何度でも検索できるぞッ！！！
    

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91. 検索アルゴリズム
    対応
    90
    使い方イメージ
    auto s = u8"柿"sv;
    auto bm = std::boyer_moore_searcher(begin(s), end(s));
    auto t = u8"杮杮杮杮杮杮杮杮杮杮柿杮杮杮杮杮杮杮杮杮杮"sv;
    auto p = bm(begin(t), end(t));
    std::cout << p.first - begin(t) << ", "
    << p.second - begin(t) << '¥n';
    検索結果はッ、見つかった場所の最初と最後（＋１）
    がッ、イテレータのペアで返ってくるッ！！！
    ※ 見つからなかったらどっちも検索対象範囲の最後
    

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92. 検索アルゴリズム
    対応
    91
    使い方イメージ
    auto s = u8"柿"sv;
    auto bm = std::boyer_moore_searcher(begin(s), end(s));
    auto t = u8"杮杮杮杮杮杮杮杮杮杮柿杮杮杮杮杮杮杮杮杮杮"sv;
    auto p = bm(begin(t), end(t));
    std::cout << p.first - begin(t) << ", "
    << p.second - begin(t) << '¥n';
    上記の場合、「柿」は10文字目なので、出力は「30, 33」になる。
    （文字列リテラルがUTF-8なので1文字3バイトである事に注意！）
    

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93. 検索アルゴリズム
    対応
    92
    使い方イメージ
    auto s = u8"柿"sv;
    auto bm = std::boyer_moore_searcher(begin(s), end(s));
    auto t = u8"杮杮杮杮杮杮杮杮杮杮柿杮杮杮杮杮杮杮杮杮杮"sv;
    auto p = bm(begin(t), end(t));
    std::cout << p.first - begin(t) << ", "
    << p.second - begin(t) << '¥n';
    上記の場合、「柿」は10文字目なので、出力は「30, 33」になる。
    （文字列リテラルがUTF-8なので1文字3バイトである事に注意！）
    あ、「柿」（かき）はこの文字だけで、あとは「杮」（こけら）です。
    見ればわかると思うけど（？）、念のため。
    

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94. 検索アルゴリズム
    93
    検索オブジェクトの
    種類
    

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95. 検索アルゴリズム
    検索オブジェクトの種類
    94
    標準では以下の3つをサポート
    • デフォルト
    • Boyer-Moore
    • Boyer-Moore-Horspool
    

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96. 検索アルゴリズム
    検索オブジェクトの種類
    95
    デフォルト
    愚直に検索。（今までの std::search と同じ※）
    前処理しないので、検索パターンや検索対象範囲
    が短い場合、検索を1回しかしない場合等ではわり
    と有利。
    余計なメモリを食わない。
    イテレータが前方イテレータでＯＫ。
    名前が簡単なのでとても良い。（個人の感想です）
    ※ std::search と同じと書いたけど、実は規格書には何
    も書いてない…
    

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97. 検索アルゴリズム
    検索オブジェクトの種類
    96
    templateclass BinaryPredicate = equal_to<>>
    class default_searcher {
    public:
    default_searcher(
    ForwardIterator1 pat_first,
    ForwardIterator1 pat_last,
    BinaryPredicate pred = BinaryPredicate());
    template
    pair
    operator()(ForwardIterator2 first,
    ForwardIterator2 last) const;
    };
    

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98. 検索アルゴリズム
    検索オブジェクトの種類
    97
    Boyer-Moore
    Boyer-Moore法で検索。
    ワーストケースがO(n)。（nは検索対象範囲の長さ）
    前処理時にテーブルを2つ作るので、前処理時間
    がかかるし、結構メモリも食う。
    検索パターンや検索対象範囲が長い場合、あるい
    は、同じ検索パターンで何度も検索する場合には
    有利。
    ランダムアクセスイテレータが必要。
    名前が難しいので辛い。（個人の(ry
    

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99. 検索アルゴリズム
    検索オブジェクトの種類
    98
    templateclass Hash = hashiterator_traits::value_type>,
    class BinaryPredicate = equal_to<>>
    class boyer_moore_searcher {
    public:
    boyer_moore_searcher(
    RandomAccessIterator1 pat_first,
    RandomAccessIterator1 pat_last,
    Hash hf = Hash(),
    BinaryPredicate pred = BinaryPredicate());
    template
    pair
    operator()(RandomAccessIterator2 first,
    RandomAccessIterator2 last) const;
    };
    

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100. 検索アルゴリズム
     検索オブジェクトの種類
     99
     Boyer-Moore-Horspool
     Boyer-Moore-Horspool法で検索。
     ワーストケースは愚直なのと一緒だが、大抵は
     O(n)でいける。
     前処理時に作るテーブルは1つだけなので、Boyer-
     Moore法よりは前処理時間もメモリ食わない。
     なので、わりとバランスがいいのかな？
     ランダムアクセスイテレータが必要。
     名前がとても難しいのでとても辛い。（個人の(ry
     

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101. 検索アルゴリズム
     検索オブジェクトの種類
     100
     templateclass Hash = hashiterator_traits::value_type>,
     class BinaryPredicate = equal_to<>>
     class boyer_moore_horspool_searcher {
     public:
     boyer_moore_horspool_searcher(
     RandomAccessIterator1 pat_first,
     RandomAccessIterator1 pat_last,
     Hash hf = Hash(),
     BinaryPredicate pred = BinaryPredicate());
     template
     pair
     operator()(RandomAccessIterator2 first,
     RandomAccessIterator2 last) const;
     };
     

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102. 検索アルゴリズム
     検索オブジェクトの種類
     101
     重要
     イテレータの参照先はオブ
     ジェクト作る時と検索する時
     で変わったらダメ！！！
     変えちゃうと検索が発狂しちゃう…
     

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103. 検索アルゴリズム
     検索オブジェクトの種類
     102
     重要その２
     
     じゃなくて
     
     

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104. 検索アルゴリズム
     103
     悲報
     

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105. 検索アルゴリズム
     悲報
     104
     Clang はまだ（？）
     default_searcher
     しか対応してない…
     VC++は対応してるぞ！すごいぞ！
     

     View Slide

106. 検索アルゴリズム
     105
     完
     終
     制作・著作
     ━━━━━
     ⓃⒽⓀ
     

     View Slide

107. 検索アルゴリズム
     106
     あれ？
     std::search の
     オーバーロード
     は？
     

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108. 検索アルゴリズム
     107
     template
     ForwardIterator
     search(ForwardIterator first,
     ForwardIterator last,
     const Searcher& searcher);
     以下と一緒
     return searcher(first, last).first;
     second 棄てられとる…
     

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109. 検索アルゴリズム
     108
     std::search は
     要らない子…
     ※ 実行ポリシー指定できるヤツを除く
     

     View Slide

110. 検索アルゴリズム
     109
     完
     終
     制作・著作
     ━━━━━
     ⓃⒽⓀ
     

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111. コンテナの不完全型
     サポート
     110
     

     View Slide

112. コンテナの不完全型サポート
     111
     N3890 Container
     http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2014/n3890.html
     N4056 Minimal incomplete type support for standard containers
     http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2014/n4056.html
     N4371 Minimal incomplete type support for standard containers, revision 2
     http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2015/n4371.html
     N4390 Minimal incomplete type support for standard containers, revision 3
     http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2015/n4390.html
     N4510 Minimal incomplete type support for standard containers, revision 4
     http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2015/n4510.html
     

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113. コンテナの不完全型サポート
     112
     導入の背景
     

     View Slide

114. コンテナの不完全型サポート
     導入の背景
     113
     不完全型の
     コンテナが
     使いたい！
     

     View Slide

115. コンテナの不完全型サポート
     導入の背景
     114
     ？？？
     

     View Slide

116. コンテナの不完全型サポート
     導入の背景
     115
     こんなの出来たらうれしいよね？ by 提案ペーパー
     struct Entry {
     std::list messages; // ここではまだ
     ... // Entry が不完全型
     };
     要は、要素型の定義がまだ不完全な状態でもコンテ
     ナを使いたい。
     それ、Boost.Container で出来るよ
     

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117. コンテナの不完全型サポート
     116
     対応
     

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118. コンテナの不完全型サポート
     対応
     117
     ただし、条件付き…
     

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119. コンテナの不完全型サポート
     対応
     118
     条件①
     対応コンテナは以下の3つだけ
     vector
     list
     forward_list
     何で絞ったのかな…
     

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120. コンテナの不完全型サポート
     対応
     119
     条件②
     アロケータが以下を満たす
     1. アロケータが完全型
     2. 対応する allocator_traits のメン
     バ型は value_type 以外完全型
     アロケータ完全性、と言うらしい…
     

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121. コンテナの不完全型サポート
     対応
     120
     条件➂
     コンテナの、特殊化されたいず
     れかのメンバが、参照される前
     には完全型になっている
     まぁそりゃあ使うときに完全型じゃないと困るよね…
     

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122. コンテナの不完全型サポート
     121
     完
     終
     制作・著作
     ━━━━━
     ⓃⒽⓀ
     

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