-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 2
/
Copy pathplist.hh
536 lines (475 loc) · 17.5 KB
/
plist.hh
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
#ifndef __CRZ_PLIST_HH__
#define __CRZ_PLIST_HH__
#include <algorithm>
#include <type_traits>
#include <typeinfo>
#include <sstream>
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <functional>
#include <stdexcept>
#include <sstream>
#include <tuple>
namespace crz {
// 格式化字符串的极简实现
#define format(__stream) (dynamic_cast<std::ostringstream & >(std::ostringstream() __stream).str())
// 以下为一些自定义的异常
// 进行两个不同类型的比较
class bad_comparison : public std::logic_error {
public:
explicit bad_comparison(const std::type_info &lhs, const std::type_info &rhs, const char *opt) :
std::logic_error(
format(<< "bad comparison: "<< lhs.name() << " " << opt << " " << rhs.name())) {}
};
// 访问一个空值
class bad_pcell_access : public std::logic_error {
public:
bad_pcell_access() : std::logic_error("bad pcell access") {}
};
// 将pcell转换到错误的类型
class bad_pcell_cast : public std::logic_error {
public:
bad_pcell_cast(const std::type_info &from, const std::type_info &to) :
std::logic_error(
format(<< "bad pcell cast: from "<< from.name() << " to " << to.name())) {}
};
// 实现一些必要的工具
namespace detail {
// 利用SFINAE机制,辅助模板偏特化根据类型的操作集合来派发对应的特化模板
template<typename ...>
using __void_t = void;
// 若给定类型未重载<<运算符,则输出给定的字符串
template<typename T, typename = __void_t<>>
struct __default_print {
static std::ostream &print_with_default(std::ostream &os, const T &t, const std::string &s) {
(void) t;
return os << s;
}
};
// 若给定类型重载了<<运算符,则输出该类型的对象
template<typename T>
struct __default_print<T, __void_t<decltype(std::cout << std::declval<T>())>> {
static std::ostream &print_with_default(std::ostream &os, const T &t, const std::string &s) {
(void) s;
return os << t;
}
};
// 利用宏批量生成模板
// 若给定类型重载了给定的比较运算符,则正常进行比较,否则抛出异常
#define DEFAULT_COMPARER(opt, name)\
template<typename T, typename = __void_t<>>\
struct __default_##name {\
static bool compare(const T &a, const T &b) {\
throw bad_comparison(typeid(T), typeid(T), #opt);\
}\
};\
template<typename T>\
struct __default_##name <T, __void_t<decltype(std::declval<T>() opt std::declval<T>())>> {\
static bool compare(const T &a, const T &b) {\
return a opt b;\
}\
};
DEFAULT_COMPARER(==, equal)
DEFAULT_COMPARER(<, less)
DEFAULT_COMPARER(>, greater)
#undef DEFAULT_COMPARER
template<typename R, typename ...As>
struct __function_traits_base {
using function_type = std::function<R(As...)>;
using result_type = R;
template<int N>
using argument_type = typename std::tuple_element<N, std::tuple<As...>>::type;
};
template<typename F>
struct __function_traits : public __function_traits<decltype(&F::operator())> {};
template<typename R, typename ...As>
struct __function_traits<R(*)(As...)> : public __function_traits_base<R, As...> {};
template<typename R, typename C, typename ...As>
struct __function_traits<R(C::*)(As...)> : public __function_traits_base<R, As...> {};
template<typename R, typename C, typename ...As>
struct __function_traits<R(C::*)(As...) const> : public __function_traits_base<R, As...> {};
}
namespace ft {
template<typename F>
struct function_traits
: public detail::__function_traits<
typename std::decay<typename std::remove_reference<F>::type>::type> {
};
}
// 可以存放不同类型对象的容器。
class pcell {
// 对象持有者的基类,定义了一些虚函数用于运行时的动态操作
struct holder {
virtual ~holder() noexcept = default;
virtual holder *clone() const = 0; // 返回自身的拷贝(持有的对象也进行了拷贝)
virtual const std::type_info &type() const noexcept = 0;
virtual std::ostream &print(std::ostream &os) const = 0;
virtual std::string id() const = 0;
virtual bool equal(const holder &h) const = 0;
virtual bool less(const holder &h) const = 0;
virtual bool greater(const holder &h) const = 0;
friend std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const holder &h) {
return h.print(os);
}
};
// 真正的对象持有者
template<typename T>
struct holder_impl : public holder {
T val;
holder_impl() = default;
template<typename ...Args>
explicit holder_impl(Args &&...args):val(std::forward<Args>(args)...) {}
holder *clone() const override {
return new holder_impl<T>(val);
}
const std::type_info &type() const noexcept override {
return typeid(T);
}
std::string id() const override {
return format(<< type().name() << this);
}
std::ostream &print(std::ostream &os) const override {
return detail::__default_print<T>::print_with_default(os, val, id());
}
bool equal(const holder &h) const override {
return type() == h.type()
? detail::__default_equal<T>::compare(val,
dynamic_cast<const holder_impl <T> &>(h).val)
: false;
}
bool less(const holder &h) const override {
if (type() != h.type())
throw bad_comparison(type(), h.type(), "<");
return detail::__default_less<T>::compare(val,
dynamic_cast<const holder_impl <T> &>(h).val);
}
bool greater(const holder &h) const override {
if (type() != h.type())
throw bad_comparison(type(), h.type(), ">");
return detail::__default_greater<T>::compare(val,
dynamic_cast<const holder_impl <T> &>(h).val);
}
};
holder *hdr{nullptr};
holder *clone() const { return hdr ? hdr->clone() : nullptr; }
template<typename T>
using deref_type = typename std::remove_reference<T>::type;
template<typename T>
using decay_type = typename std::decay<T>::type;
template<typename T>
using base_type = decay_type<deref_type<T>>;
public:
pcell() = default;
// 隐式构造函数,可以进行其他类型到pcell的隐式转换
template<typename T, typename B = base_type<T>,
typename = typename std::enable_if<!std::is_same<B, pcell>::value>::type>
pcell(T &&t) : hdr(new holder_impl<B>(std::forward<T>(t))) {}
// 拷贝构造函数,调用clone函数来动态地拷贝值
pcell(const pcell &rhs) : hdr(rhs.clone()) {}
// 移动构造函数,直接交换指针
pcell(pcell &&rhs) noexcept : hdr(rhs.hdr) { rhs.hdr = nullptr; }
~pcell() { reset(); }
// 拷贝运算符。rhs构造时会根据情况调用拷贝构造和或移动构造,因此只要实现一个拷贝运算即可。
pcell &operator=(pcell rhs) {
swap(rhs);
return *this;
}
template<typename T, typename B = base_type<T>,
typename = typename std::enable_if<!std::is_same<B, pcell>::value>::type>
pcell &operator=(T &&t) {
reset(), hdr = new holder_impl<B>(std::forward<T>(t));
return *this;
}
// 清除容器
void reset() noexcept {
if (hdr)
delete (hdr), hdr = nullptr;
}
void swap(pcell &rhs) noexcept {
std::swap(hdr, rhs.hdr);
}
// 判断容器内是否包含着对象
bool has_value() const noexcept {
return hdr != nullptr;
}
// 返回容器包含对象的类型的type_info
const std::type_info &type() const noexcept {
return has_value() ? hdr->type() : typeid(void);
}
std::string id() const {
return has_value() ? hdr->id() : std::string("None");
}
// 返回容器内的对象的值
// 目标的底层类型不为pcell
template<typename T, typename B = base_type<T>, typename = void,
typename = typename std::enable_if<
!std::is_same<B, pcell>::value
>::type>
T cast() {
return get_holder_impl<T>()->val;
}
// 目标的底层类型不为pcell且目标不为非常量引用
template<typename T, typename B = base_type<T>, typename = void,
typename = typename std::enable_if<
!std::is_same<B, pcell>::value &&
(!std::is_reference<T>::value ||
std::is_const<deref_type<T>>::value)
>::type>
T cast() const {
return get_holder_impl<T>()->val;
}
// 目标的底层类型为pcell
template<typename T, typename B = base_type<T>,
typename = typename std::enable_if<
std::is_same<B, pcell>::value
>::type>
T cast() {
return *this;
}
// 目标的底层类型为pcell且目标不为非常量引用
template<typename T, typename B = base_type<T>,
typename = typename std::enable_if<
std::is_same<B, pcell>::value &&
(!std::is_reference<T>::value ||
std::is_const<deref_type<T>>::value)
>::type>
T cast() const {
return *this;
}
// 判断容器内的对象是否为给定类型(其实可以直接用type_info判断)
template<typename T, typename B = base_type<T>>
bool isa() const {
return !has_value() ? false : dynamic_cast<holder_impl <B> *>(hdr) != nullptr;
}
// 显式类型转换函数
template<typename T>
explicit operator T() const {
return cast<T>();
}
// 重载<<运算;如果容器内为空,则输出"None"
friend std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const pcell &cell) {
return cell.has_value() ? (os << *cell.hdr) : (os << "None");
}
// 重载==和!=;当前仅当两者都为空或都含有相同的值视作相等,其他情况视作不相等(并不会抛出异常)
// 不过,如果两者类型相同,但其类型没有重载==,则会抛出异常
friend bool operator==(const pcell &a, const pcell &b) {
if (a.has_value() && b.has_value())
return a.hdr->equal(*b.hdr);
return a.has_value() == b.has_value();
}
friend bool operator!=(const pcell &a, const pcell &b) {
return !(a == b);
}
// 重载< > <= >=;注意如果其中一方为空或者两者类型不相同则会抛出异常
// 两者类型相同但没有重载相应运算符,也会抛出异常
friend bool operator<(const pcell &a, const pcell &b) {
if (a.has_value() && b.has_value())
return a.hdr->less(*b.hdr);
throw bad_comparison(a.type(), b.type(), "<");
}
friend bool operator>(const pcell &a, const pcell &b) {
if (a.has_value() && b.has_value())
return a.hdr->greater(*b.hdr);
throw bad_comparison(a.type(), b.type(), ">");
}
friend bool operator<=(const pcell &a, const pcell &b) {
return a < b || a == b;
}
friend bool operator>=(const pcell &a, const pcell &b) {
return a > b || a == b;
}
private:
template<typename T, typename B = base_type<T>>
holder_impl<B> *get_holder_impl() const {
if (!has_value())
throw bad_pcell_access();
auto hdr_impl = dynamic_cast<holder_impl <B> *>(hdr);
if (!hdr_impl)
throw bad_pcell_cast(type(), typeid(T));
return hdr_impl;
}
};
// python-like list,继承自vector以复用其大部分的函数
class plist : public std::vector<pcell> {
// 类似于python中的slice类型
class maybe_int {
int val{0};
bool has_val{false};
public:
maybe_int(int v) : val(v), has_val(true) {}
maybe_int() = default;
bool has_value() const { return has_val; }
operator int() const { return val; }
};
class pslice {
maybe_int start_{}, stop_{};
int step_{1};
public:
pslice(maybe_int b, maybe_int e, int s = 1) : start_(b), stop_(e), step_(s) {
if (s == 0)
throw std::logic_error("slice step must be non-zero");
}
maybe_int start() const { return start_; }
maybe_int stop() const { return stop_; }
int step() const { return step_; }
};
int index_trans(int i) const {
if (i < 0)
i += size();
if (i < 0)
throw std::out_of_range("index out of range");
return i;
}
template<typename F>
using first_arg_type = typename ft::function_traits<F>::template argument_type<0>;
public:
using std::vector<pcell>::vector;
// 直接索引访问,支持负数索引。返回对应pcell的引用
pcell &operator[](int i) {
return std::vector<pcell>::operator[](index_trans(i));
}
const pcell &operator[](int i) const {
return std::vector<pcell>::operator[](index_trans(i));
}
// 切片索引访问,返回一个新的plist
plist operator[](pslice sl) const {
plist res;
int step = sl.step(), len = size();
if (!sl.start().has_value() && !sl.stop().has_value()) {
if (step > 0) {
for (int i = 0; i < len; i += step)
res.push_back(std::vector<pcell>::operator[](i));
} else {
for (int i = len - 1; i >= 0; i += step)
res.push_back(std::vector<pcell>::operator[](i));
}
} else {
int start = sl.start().has_value() ? index_trans(sl.start()) : 0;
int stop = sl.stop().has_value() ? index_trans(sl.stop()) : len;
if (step > 0 && start <= stop) {
for (int i = start; i < stop; i += step)
res.push_back(std::vector<pcell>::operator[](i));
} else if (step < 0 && start >= stop) {
for (int i = start; i > stop; i += step)
res.push_back(std::vector<pcell>::operator[](i));
}
}
return res;
}
// 列表连接
friend plist operator+(const plist &a, const plist &b) {
auto res = a;
return res += b;
}
plist &operator+=(const plist &pl) {
size_t len = pl.size();
for (size_t i = 0; i < len; ++i)
push_back(pl[i]);
return *this;
}
// 列表拷贝
friend plist operator*(size_t time, const plist &pl) {
return pl * time;
}
friend plist operator*(const plist &pl, size_t time) {
auto res = pl;
return res *= time;
}
plist &operator*=(size_t time) {
size_t old_len = size();
for (size_t t = 1; t < time; ++t) {
for (size_t i = 0; i < old_len; ++i) {
push_back((*this)[i]);
}
}
return *this;
}
// 列表输出
friend std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const plist &pl) {
if (pl.empty())
return os << "[]";
os << '[';
auto it = pl.begin(), stop = pl.end();
os << *it++;
for (; it != stop; ++it)
os << ", " << *it;
os << ']';
return os;
}
// 列表转换为字符串
explicit operator std::string() const {
return format(<< *this);
}
// python API
size_t count(const pcell &pc) const {
return std::count(begin(), end(), pc);
}
int index(const pcell &pc) const {
auto it = std::find(begin(), end(), pc);
return it == end() ? -1 : static_cast<int>(it - begin());
}
void append(const pcell &pc) {
push_back(pc);
}
void extend(const plist &pl) {
*this += pl;
}
void remove(const pcell &pc) {
erase(std::remove(begin(), end(), pc), end());
}
void reverse() {
std::reverse(begin(), end());
}
// 排序函数。其中key是一个一元函数(类型为A => B),和python中的一样。rvs代表是否逆序排序
template<typename F = std::function<const pcell &(const pcell &)>>
plist &sort(bool rvs = false, F key = [](const pcell &x) -> const pcell & { return x; }) {
using arg_type = first_arg_type<F>;
!rvs
? std::sort(begin(), end(),
[&](const pcell &a, const pcell &b) {
return key(a.cast<arg_type>()) < key(b.cast<arg_type>());
})
: std::sort(begin(), end(),
[&](const pcell &a, const pcell &b) {
return !(key(a.cast<arg_type>()) < key(b.cast<arg_type>()));
});
return *this;
}
// 其他常用的列表操作
template<typename F>
plist &for_each(F trans) {
using arg_type = first_arg_type<F>;
for (auto &x: *this)
trans(x.cast<arg_type>());
return *this;
}
template<typename F>
plist map(F mapping) {
using arg_type = first_arg_type<F>;
plist res;
res.reserve(size());
for (const auto &x: *this)
res.push_back(mapping(x.cast<arg_type>()));
return res;
}
template<typename F>
plist filter(F pred) {
using arg_type = first_arg_type<F>;
plist res;
for (const auto &x: *this) {
if (pred(x.cast<arg_type>()))
res.push_back(x);
}
return res;
}
};
}
namespace std {
// 特化std中的swap函数
void swap(crz::pcell &a, crz::pcell &b) {
a.swap(b);
}
#undef format
}
#endif //__CRZ_PLIST_HH__