在C ++和D中进行元编程
C ++中的模板机制只是偶然地对模板元编程有用。 另一方面，D的devise是为了方便这个。 显然这更容易理解（或者我听说过）。
我对D没有经验，但是我很好奇，在D中你能做什么，在模板元编程中你不能用C ++呢？
在D中帮助模板元编程的两件最大的事情是模板约束和static if – C ++在理论上都可以添加，而且会大大受益。
通过模板约束，您可以将条件放置在模板上，该模板必须为真才能使模板能够实例化。 例如，这是std.algorithm.find的重载之一的签名：
R find(alias pred = "a == b", R, E)(R haystack, E needle) if (isInputRange!R && is(typeof(binaryFun!pred(haystack.front, needle)) : bool))
为了使这个模板函数能够被实例化，typesR必须是由std.range.isInputRange定义的input范围（因此isInputRange!R必须是true ），并且给定的谓词需要是一个二元函数，用给定的参数编译并返回一个可以隐式转换为bool的types。 如果模板约束条件的结果为false ，那么模板将不会编译。 这不仅可以保护你免受模板不能用给定参数编译的C ++模板的错误，而且可以根据模板约束来重载模板。 比如说，还有另外一个超载的问题
R1 find(alias pred = "a == b", R1, R2)(R1 haystack, R2 needle) if (isForwardRange!R1 && isForwardRange!R2 && is(typeof(binaryFun!pred(haystack.front, needle.front)) : bool) && !isRandomAccessRange!R1)
它采用完全相同的论点，但是它的约束是不同的。 因此，不同的types可以使用同一个模板化函数的不同重载，并且可以为每个types使用find的最佳实现。 在C ++中没有办法完成这样的事情。 对熟悉典型模板约束中使用的函数和模板有一定的了解，D中的模板约束相当容易阅读，而在C ++中需要一些非常复杂的模板元编程来尝试类似这样的事情，而普通的程序员不是能够理解，更不用说他们自己去做。 Boost就是一个很好的例子。 它做了一些惊人的东西，但它是非常复杂的。
static if进一步改善的情况。 就像模板约束一样，编译时可以评估的任何条件都可以使用。 例如
static if(isIntegral!T) { //... } else static if(isFloatingPoint!T) { //... } else static if(isSomeString!T) { //... } else static if(isDynamicArray!T) { //... } else { //... }
编译哪个分支取决于哪个条件首先评估为true 。 因此，在一个模板中，可以根据模板实例化的types，或者基于编译时可以评估的其他任何东西，来专门化它的实现部分。 例如， core.time使用
static if(is(typeof(clock_gettime)))
根据系统是否提供clock_gettime （如果clock_gettime在那里，它使用它，否则它使用gettimeofday ）来不同地编译代码。
可能是我看到D改进模板的最明显的例子是我的团队在C ++中遇到的一个问题。 我们需要基于给定的types是否从特定的基类派生而不同地实例化一个模板。 我们最终使用了一个基于这个堆栈溢出问题的解决scheme。 它可以工作，但是testing一个types是否从另一个types派生是相当复杂的。
然而在D中，你所要做的只是使用:操作符。 例如
auto func(T : U)(T val) {...}
如果T可以隐式转换为U （如果T是从U派生的），那么func将被编译，而如果T不能隐式转换为U ，那么它就不会。 简单的改进使得即使是基本的模板专业化也更加强大（即使没有模板约束或static if ）。
就个人而言，我很less在C ++中使用模板，除了容器和<algorithm>的偶然函数外，因为它们使用起来非常麻烦。 他们导致丑陋的错误，很难做任何事情。 要做任何事情，甚至有点复杂，你需要非常熟练的模板和模板元编程。 D中的模板虽然非常简单，但我总是使用它们。 这些错误更容易理解和处理（尽pipe它们比通常使用非模板函数的错误还要糟糕），而且我不必弄清楚如何用花式元编程来强制语言做我想做的事情。
没有任何理由说C ++不能获得D所具有的许多能力（C ++概念在解决这些问题时会起到帮助作用），但是直到他们添加了基本条件编译，其结构类似于模板约束，而static if对C ++，C ++在易用性和function方面，模板将不能与D模板进行比较。
我相信没有什么比这个我多年前发现的渲染器更能展现D模板系统的令人难以置信的力量（TM）：
是! 这实际上是由编译器产生的……这是“程序”，确实是相当丰富多彩的。
编辑
这个消息来源似乎已经恢复在线了。
D元编程的最好的例子是D标准库模块，大量使用它与C ++ Boost和STL模块。 查看D的std.range ， std.algorithm ， std.functional和std.parallelism 。 这些都不容易在C ++中实现，至less使用D模块所具有的干净，富有performance力的API。
学习D元编程，恕我直言，最好的方法就是通过这些例子。 我主要是通过阅读代码std.algorithm和std.range，这是Andrei Alexandrescu（C ++模板元编程大师，已经深入D）编写的。 然后我使用了我学到的东西，并贡献了std.parallelism模块。
还要注意D具有编译时function评估（CTFE），它类似于C ++ 1x的constexpr但更具有一般性，因为可以在运行时评估的大型且不断增长的function子集可以在编译时不加修改地进行评估。 这对于编译时代码的生成非常有用，并且可以使用stringmixin编译生成的代码。
那么在D中，您可以轻松地对模板参数施加静态约束，并根据实际的模板参数使用static if编写代码。
通过使用模板特化和其他技巧（参见boost），可以用C ++模拟简单案例，但这是一个PITA，而且非常有限，因为编译器没有公开有关types的许多细节。
C ++真正做不到的一件事是编译时代码的复杂性。
这是一段D代码，它执行一个定制的map() ， 它通过引用返回结果 。
它创build两个长度为4的数组， 将每个相应的元素对映射到具有最小值的元素，并将其乘以50，然后将结果存储回原始数组中 。
一些重要的function要注意以下几点：
-
模板是可变的：
map()可以接受任意数量的参数。 -
代码是（相对）短 ！ 作为核心逻辑的
Mapper结构只有15条线路，然而它却能做得如此之less。 我的观点并不是在C ++中这是不可能的，但肯定不是那么紧凑和干净。
import std.metastrings, std.typetuple, std.range, std.stdio; void main() { auto arr1 = [1, 10, 5, 6], arr2 = [3, 9, 80, 4]; foreach (ref m; map!min(arr1, arr2)[1 .. 3]) m *= 50; writeln(arr1, arr2); // Voila! You get: [1, 10, 250, 6][3, 450, 80, 4] } auto ref min(T...)(ref T values) { auto p = &values[0]; foreach (i, v; values) if (v < *p) p = &values[i]; return *p; } Mapper!(F, T) map(alias F, T...)(T args) { return Mapper!(F, T)(args); } struct Mapper(alias F, T...) { T src; // It's a tuple! @property bool empty() { return src[0].empty; } @property auto ref front() { immutable sources = FormatIota!(q{src[%s].front}, T.length); return mixin(Format!(q{F(%s)}, sources)); } void popFront() { foreach (i, x; src) { src[i].popFront(); } } auto opSlice(size_t a, size_t b) { immutable sliced = FormatIota!(q{src[%s][a .. b]}, T.length); return mixin(Format!(q{map!F(%s)}, sliced)); } } // All this does is go through the numbers [0, len), // and return string 'f' formatted with each integer, all joined with commas template FormatIota(string f, int len, int i = 0) { static if (i + 1 < len) enum FormatIota = Format!(f, i) ~ ", " ~ FormatIota!(f, len, i + 1); else enum FormatIota = Format!(f, i); }
我用D的模板，string mixins和模板mixin写下了我的经验： http : //david.rothlis.net/d/templates/
它应该给你一个D中可能的东西的味道 – 我不认为在C ++中你可以作为一个string来访问一个标识符，在编译时转换这个string，并从被操纵的string中生成代码。
我的结论是：非常灵活，function非常强大，可以被凡人使用，但是当涉及到更高级的编译时元编程的时候，参考编译器仍然有些问题。
string操作，甚至stringparsing。
这是一个MP库 ，基于使用（或多或less）BNF在string中定义的语法生成recursion正确的parsing器。 我好几年没有碰过它，但它曾经工作过。
在D中，您可以检查types的大小和可用的方法，并决定要使用哪个实现
例如在core.atomic模块中使用
bool cas(T,V1,V2)( shared(T)* here, const V1 ifThis, const V2 writeThis ){ static if(T.sizeof == byte.sizeof){ //do 1 byte CaS }else static if(T.sizeof == short.sizeof){ //do 2 byte CaS }else static if( T.sizeof == int.sizeof ){ //do 4 byte CaS }else static if( T.sizeof == long.sizeof ){ //do 8 byte CaS }else static assert(false); }
只是为了对付D光线跟踪post，这里是一个C ++编译时间光线跟踪器（ metatrace ）：
（顺便说一句，它主要使用C ++ 2003元编程;新的constexpr会更易读）
在D的模板元编程中你可以做一些你不能用C ++来做的事。 最重要的是，你可以做模板元编程没有这么多痛苦！
