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C++ of the Day #8 - 구구단 프로그램

Ruby의 each에 대해 공부하다가 작성해 본 구구단 프로그램입니다. 역시 한줄로 깔끔하게 정리가 되네요.
(2..9).each { |i| (1..9).each { |j| puts "#{i} * #{j} = #{i * j}" } }
C++ 프로그래머로써 이와 비슷한 기능을 구현하려면 어떻게 해야 할까 생각해보았습니다. 일단 한줄에 loop안에서 동작할 함수를 집어 넣기 위해서는 boost::lambda를 사용해야 합니다. 최종적으로 만들어질 문법을 먼저 보시죠.
range(2, 9)(1, 9).f2(cout << _1 << '*' << _2 << '=' << _1 * _2 << '\n' );
위의 식은 아래와 같이 수행됩니다.
for (int i = 2; i <= 9; ++i)
  for (int j = 1; j <= 9; ++j)
    cout << i << '*' << j << '=' << i * j << '\n';
여기서 f2는 두개의 인자를 받는 lambda임을 알려주는 멤버 함수입니다. lambda식 자체에서는 그 식이 몇개의 인자를 사용하는지를 알수 없기 때문에 이와 같이 명시적으로 두 개의 인자를 가지는 식이라는 것을 알려주어야만 합니다. ((boost::function이나 boost::function_traits에는 arity 멤버가 있어 이를 통해 그 함수가 몇개의 인자를 사용하는지를 알 수 있습니다.)) 또 하나 신경써야 할 점은 loop가 두번 중첩되었다고 해서 반드시 그 안에서 사용되는 함수가 인자를 두개 사용한다는 뜻은 아니라는 점입니다. 두번 중첩된 loop안에서 사용될 수 있는 함수의 인자수는 0개, 1개 또는 2개가 될 수 있습니다. 즉, 아래와 같이 사용할 수도 있다는 점이죠.
range(2, 9)(1, 9).f1(cout << _1 << '\n' );
range(2, 9)(1, 9).f2(cout << _2 << '\n' );
위의 식들은 각각 아래와 같이 수행됩니다.
for (int i = 2; i <= 9; ++i)
  for (int j = 1; j <= 9; ++j)
    cout << i << '\n';

for (int i = 2; i <= 9; ++i)
  for (int j = 1; j <= 9; ++j)
    cout << j << '\n';
그럼 이제 range 클래스를 구현해보겠습니다. 먼저 range 클래스에서 함수를 호출하기 전에 중첩되는 loop를 셋팅하기 위한 range(2, 9)(1, 9) 부분의 구현을 보시지요.
class range
{
public:
  range() {
  }
  range(int s, int e) {
    s_.push_back(s);
    e_.push_back(e);
  }

  range& operator()(int s, int e) {
    s_.push_back(s);
    e_.push_back(e);

    return *this;
  }
private:
  vector<int> s_;
  vector<int> e_;
};
간단히 operator()(int, int)를 구현하고 자신의 reference를 리턴하여 계속 vector에 범위가 추가될 수 있도록 하였습니다. 다음으로 구구단 출력을 위한 두개의 loop를 사용하는 f2 함수를 구현해보겠습니다.
typedef function<void (int, int)> fn2;
...
void f2(fn2 func) {
  switch (s_.size()) {
  case 2:
    for (int i = s_[0]; i <= e_[0]; ++i)
      for (int j = s_[1]; j <= e_[1]; ++j)
        func(i, j);
    break;
  case 3:
    for (int i = s_[0]; i <= e_[0]; ++i)
      for (int j = s_[1]; j <= e_[1]; ++j)
        for (int k = s_[2]; k <= e_[2]; ++k)
          func(i, j);
    break;
  default:
    break;
  }
}
구현하는 range 클래스에서는 최대 3번까지만 중첩되는 loop까지 지원하도록 하였습니다. ((이 갯수를 늘리려면 위의 함수에서 case 부분을 추가하면 되겠죠?)) 한가지 눈여겨 볼 점은 boost::function을 사용하여 int 두개를 인자로 받는 어떠한 형태의 callable 이든 가능하도록 했다는 점입니다. 물론 여기서는 lambda가 주로 사용될테지만요. :-) 그리고 f2 함수안에서는 중첩이 두번이나 세번인 loop만 지원됨을 알 수 있습니다. 중첩이 한번인 loop는 사용할 수 있는 변수가 하나뿐이기 때문에 이를 가지고 인자가 두개인 f2 함수를 사용할 수는 없겠죠? :-)
for (int i = 2; i <= 9; ++i)
  cout << i << j << '\n'; // where is j?
그럼 전체 코드를 보실까요?
using namespace std;
using namespace boost;
using namespace boost::lambda;

class range
{
public:
  typedef function<void ()> fn0;
  typedef function<void (int)> fn1;
  typedef function<void (int, int)> fn2;
  typedef function<void (int, int, int)> fn3;

  range() {
  }
  range(int s, int e) {
    s_.push_back(s);
    e_.push_back(e);
  }

  range& operator()(int s, int e) {
    s_.push_back(s);
    e_.push_back(e);

    return *this;
  }
  ...
  void f2(fn2 func) {
    switch (s_.size()) {
    case 2:
      for (int i = s_[0]; i <= e_[0]; ++i)
        for (int j = s_[1]; j <= e_[1]; ++j)
          func(i, j);
      break;
    case 3:
      for (int i = s_[0]; i <= e_[0]; ++i)
        for (int j = s_[1]; j <= e_[1]; ++j)
          for (int k = s_[2]; k <= e_[2]; ++k)
            func(i, j);
      break;
    default:
      break;
    }
  }
  ...
  void operator()(fn2 func) {
    f2(func);
  }
  ...
private:
  vector<int> s_;
  vector<int> e_;
};

int main()
{
  range(2, 9)(1, 9).f2(cout << _1 << '*' << _2 << '=' << _1 * _2 << '\n' );
  ...

  /*
  range(1, 3)(4, 6).f0(cout << constant(9) << ' ' ); // 9 9 9 9 9 9 9 9 9
  cout << '\n';
  ...
  */
}
아래쪽의 main 함수의 주석 부분을 보면 많은 다양한 사용 예들이 나와 있습니다. 다음 라인을 한번 살펴볼까요?
range(1, 3)(4, 6).f0(cout << constant(9) << ' ' ); // 9 9 9 9 9 9 9 9 9
여기서 constant는 그 식을 lambda로 인식하도록 하기 위해 필요합니다. 만약 constant없이 그냥 cout << 9 << '\n' 이라고 썼다면 그냥 9를 출력하는 식이 되어버리는 것이죠.


Download

range.zip

Reference

  1. Boost.Lambda
  2. Boost.Function
  3. comp.lang.c++.moderated:How to get arity from lamda expression?

Comments

  1. 좋은내용이네요.. 이 코드를 보고 열심히 공부해볼께요.
    혹시 boost::lambda 등에 대해서는 뭘 보고 공부하셨는지
    여쭤봐도 될까요? reference는 boost 메뉴얼이긴하지만
    혹시 in-depth 시리즈를 보신건가요?

    ReplyDelete
  2. 네. 사실 in-depth 시리즈는 나오는 대로 다 읽어오고 있습니다. Bjarne Stroustrup씨가 시리즈 에디터로 있으니 시리즈의 질은 믿을만할 것 같아 내용도 안보고 일단 사서 보는 편입니다.
    그래도 실제 작업할때는 역시 boost 사이트의 문서들을 많이 참고하는 편입니다. 제법 자주 바뀌는 라이브러리들도 있고 또 책 뒤지는 것보단 북마크에서 한번 클릭으로 찾아보는게 빠르니까요. :-)
    (사이트에 가보니 ruby 전문가시네요. @_@ ruby 공부 시작했다가 아무래도 저한테는 python이 더 맞는것 같아서 지금은 손 놓고 있는데 문법이 참 재밌는 언어라는 생각이 듭니다. :-))

    ReplyDelete
  3. 답변감사합니다. 그런데 저는 원래는 java guy 인데;;;
    어쩌다 루비에 맛들려서 빠져버렸습니다. 자바에 빠질때처럼요 ㅎㅎ
    요즘은 C++로 다시 선회중입니다. 그런 와중에 이곳을
    발견했죠.

    ReplyDelete
  4. ㅋㅋ 저도 하마터면 ruby의 매력에 빠져버릴뻔 했죠. 지금은 ruby보다는 python쪽으로 올인하려고 합니다.

    왠지 ruby 언어는 The Zen of Python중 다음 항목들을 지키지 않는다는 듯한 느낌이 들더라고요. ;-)

    Special cases aren't special enough to break the rules.
    There should be one-- and preferably only one --obvious way to do it.

    ReplyDelete

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#include

int count1(int n)
{
static int cnt = 1; // not 0 because n starts from 2. see main.

while (n > 0) {
if ((n % 10) == 1) ++cnt;
n /= 10;
}

return cnt;
}

int main()
{
using namespace std;

int n = 2;

while (count1(n) != n) ++n;
cout << n << endl;
}


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이번 글에서는 Boost.Python 문서에 나와 있는 예제를 가지고 간단하게 python 모듈을 만드는 방법에 대해서 알아보겠습니다.

Requirements리눅스
이 글에서는 리눅스 환경에서의 사용 방법을 설명한다.Boost.Python 라이브러리 (1.33.1)
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bjam -sTOOLS=gcc -with-python install

bjam의 --prefix 옵션으로 라이브러리가 설치될 위치를 변경할 수 있다.Python 라이브러리 (2.4.3)
Python을 다운로드 받아 빌드하여 설치한다.
위의 경우와 유사하게 configure의 --prefix 옵션으로 설치될 위치를 변경할 수 있다.

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