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．C# なんかにはプロパティという仕組みがあって、構造体メンバに対する読み書きの構文をフックして、これを関数呼び出しにできる。ruby で同様のことをやるなら
class Hoge
def hoge= (val)
print "hoge setter called (", val, ")\n"
@hoge = val
end
end
などとすると、
hoge = Hoge.new
hoge.hoge = 42
みたいに書ける。
．同じことを C++ でやることを考えてみる。
．厳密には違うけれど、良く使われる方法はこんなの:
struct Hoge
{
int m_hoge;
struct HogeProxy
{
Hoge &m_hoge;
HogeProxy &operator = (int val)
{
std::cout << "hoge setter called (" << val << ")"
<< std::endl;
m_hoge.m_hoge = val;
return *this;
}
HogeProxy(Hoge &hoge) : m_hoge(hoge) { }
};
HogeProxy hoge() { return *this; }
};
これはこういう感じで使える:
Hoge hoge;
hoge.hoge() = 42;
括弧が邪魔。なお、この HogeProxy というクラスのテンポラリオブジェクトのことを気にする人がいるかもしれないが、最近のコンパイラならば、これは最適化で消えてしまうので気にする必要はない。
．力業で括弧を外すなら、こんな感じ:
struct Hoge
{
int m_hoge;
struct HogeProxy
{
private:
HogeProxy(const HogeProxy &);
void operator = (const HogeProxy &);
public:
Hoge &m_hoge;
HogeProxy &operator = (int val)
{
std::cout << "hoge setter called (" << val << ")"
<< std::endl;
m_hoge.m_hoge = val;
return *this;
}
operator int ()
{
return m_hoge.m_hoge;
}
HogeProxy(Hoge &hoge) : m_hoge(hoge) { }
};
HogeProxy hoge;
Hoge() : hoge(*this) { }
};
これはこう使える:
Hoge hoge;
hoge.hoge = 42;
．一見この方法は良いように見えるけれども、実際には一つだけ困ったことがある。HogeProxy は親クラスの参照を持っているので、Hoge はポインタ一つ分余計に大きくなってしまう。
．offsetof を使って無理矢理参照をなくすという方法を考える人もいるかもしれないが、結論から言えばこれは無意味。まず、Hoge が POD で無い限り移植性がない。しかしそれ以上に問題なのは、C++ の仕様上、サイズが 0 のクラスというのは作れないという点で、やっぱり hoge をデータメンバとする方法では Hoge のサイズが増えてしまう。
．別の方法としては、関係するデータを HogeProxy の中に移してしまうという方法がある。上の例ならば Hoge の m_hoge メンバを HogeProxy の中に移すのは自然なことだろう。しかし、常にこういう方法が使えるとは限らないし、コードに統一感が無い。
．このあたりは余計な括弧とのトレードオフになる。普段は、括弧のことは目をつぶって前者のスタイルのアクセサを用意しておくべきだろう。とはいえ、後者の方法は緊急避難的に使うことは可能なので、覚えておいても良いと思う。
．(以下、仕様書見たら、メンバ関数へのポインタはテンプレートパラメータにできることがわかったので書きなおした)
．さて、前者のようなフックをかけたいときにいちいちクラスを書いていたら鬱陶しいので、こういうようなクラスを作っておくといいかもしれない:
template <class T_, class V_, void (T_::*F_)(V_)>
class SetProxy
{
T_ &m_client;
public:
SetProxy(T_ &client) : m_client(client) { }
SetProxy &operator = (V_ val)
{
(m_client.*F_)(val);
}
};
これはこう使う:
struct Hoge
{
int m_hoge;
void set_hoge(int val)
{
std::cout << "hoge setter called (" << val << ")" << std::endl;
m_hoge = val;
}
SetProxy<Hoge, int, &Hoge::set_hoge>
hoge()
{
return *this;
}
};
しかし残念なことに、GCC では set_hoge をインライン展開してくれなくなってしまう。とはいえ、これはコンパイラによるのだろう。
．スタティックメンバ関数を使って次のように書く方法もある:
これなら GCC でもインライン展開してくれる。
．メンバ関数のポインタうんぬんという話だけれども、たとえば次のようなコード:
これを g++ -fno-exceptions -O -S でコンパイルすると、次のような出力が得られる:
.file "a.cc"
.text
.align 2
.globl main
.type main, @function
main:
leal 4(%esp), %ecx
andl $-16, %esp
pushl -4(%ecx)
pushl %ebp
movl %esp, %ebp
pushl %ecx
subl $20, %esp
movl $_ZN1A3barEv, %edx // (1)
testb $1, %dl // (2)
je .L4 // (3)
movl -5(%ebp), %eax
movl -1(%edx,%eax), %edx
.L4:
subl $12, %esp
leal -5(%ebp), %eax
pushl %eax
call *%edx // (4)
movl $0, %eax
movl -4(%ebp), %ecx
leave
leal -4(%ecx), %esp
ret
.size main, .-main
.section .text._ZN1A3barEv,"axG",@progbits,_ZN1A3barEv,comdat
.align 2
.weak _ZN1A3barEv
.type _ZN1A3barEv, @function
_ZN1A3barEv:
pushl %ebp
movl %esp, %ebp
subl $20, %esp
pushl $42
call foo
addl $16, %esp
leave
ret
.size _ZN1A3barEv, .-_ZN1A3barEv
.ident "GCC: (GNU) 4.1.2 20070110 prerelease (NetBSD nb1 20070603)"
(1)で関数へのポインタを即値代入しているが、関数は 4 バイトアラインメントされているから、(2)は常に Z フラグを 1 にする。よって(3)は常にジャンプするはずで、(4)の call では常に _ZN1A3barEv が呼ばれる。理論的にはインライン化も可能なはずなので、ここはいろんな意味で最適化が足りていないと思う。
．にしても、C++ の記述量の多さは何とかならんのだろうか。単なるアクセサにしても
class A
{
int m_hoge;
public:
int &hoge() { return m_hoge; }
int hoge() const { return m_hoge; }
};
と書かねばならんのは業腹なことだと思う。
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