boost::assign使ってみた - Faith and Brave - C++で遊ぼう にて boost::assign の使い方が紹介されていた。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <shand/foreach.hpp>
#include <boost/assign/std/vector.hpp>

using namespace std;
using namespace boost::assign;

int main()
{
    vector<int> v;

    v += 3, 1, 4; // ！！！

    for(unsigned int i = 0; i < v.size(); i++)
        cout << v[i] << endl;

    return 0;
}

おおおおお、なんかすごい…！

普通なら

    v.push_back(3);
    v.push_back(1);
    v.push_back(4);

と書かなきゃならないところを

    v += 3, 1, 4;

と書ける。

自分の C++ の常識からするとびっくりするような書き方なのだけど、C++ ではカンマ演算子は一番優先度が低く設定されていて、

    ((v += 3), 1), 4;

という順番で実行されるわけだ。+= 演算子では、戻り値として list_inserter クラスが返されていて、これのカンマ演算子がオーバーロードされているらしい。

boostのソースを再現

試しに、boost のソースに当たってみたが、テンプレート使いまくりで理解が困難だったので、このサンプルを動かすのに必要な機能だけを抽出してみた。

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

// list_inserter クラスの定義
template<class T>
class list_inserter
{
private:
    std::vector<T>& c;

public:
    list_inserter( vector<T>& c ) : c( c)
    {}
    
    list_inserter& operator,( const T& r )
    {
        c.push_back( r );
        return *this;
    }

    list_inserter& operator()( const T& t )
    {
        c.push_back( t );
        return *this;
    }
};

// += 演算子の定義
template< class T >
inline list_inserter<T>
operator+=( std::vector<T>& c, T v )
{
    return list_inserter<T>( c )( v );
}

operator+=( std::vector& c, T v ) で vector に対する += 演算子を定義している。普通なら、vector に push_back するだけなんだけど、ここで list_inserter を作成して返している。

結果として、次のカンマで list_inserter のカンマ演算子オーバーロードが呼ばれて、vector に push_back されるというわけだ。

list_inserter を汎用的に

上の list_inserter は型を vector に決め打ちしているが、実際の boost のコードは vector だけじゃなく、他のコンテナ(map とか queue とか...)にも対応している。

どうやってるかというと、コンテナに要素を追加するためのクラスが用意されている。

• vector の場合は boost::assign_detail::call_push_back
• map の場合は boost::assign_detail::call_insert

といった具合。

list_inserter では、このクラス経由でコンテナに追加している。上の list_inserter で c.push_back( t ) と決めうちしてる部分が、追加するためのクラスのメソッド呼び出しに変わるわけだ。

この仕組みのおかげで、コンテナの実体が vector なのか map なのかによらず、同じコードで実装できるようになる。デザパタでいうところの Strategy パターンってとこだろうか。