C 模板元编程图灵完备吗?
C 模板图灵完备吗?
一个广泛流传的说法是 C 模板在编译时是图灵完备的。这意味着模板可用于表示和执行任何可计算函数。
计算示例
这是用 C 实现的图灵机的重要示例11 使用模板:
#include <iostream> template<bool C, typename A, typename B> struct Conditional { typedef A type; }; template<typename A, typename B> struct Conditional<false, A, B> { typedef B type; }; template<typename...> struct ParameterPack; template<bool C, typename = void> struct EnableIf { }; template<typename Type> struct EnableIf<true, Type> { typedef Type type; }; template<typename T> struct Identity { typedef T type; }; // define a type list template<typename...> struct TypeList; template<typename T, typename... TT> struct TypeList<T, TT...> { typedef T type; typedef TypeList<TT...> tail; }; template<> struct TypeList<>> { }; template<typename List> struct GetSize; template<typename... Items> struct GetSize<TypeList<Items...>> { enum { value = sizeof...(Items) }; }; template<typename... T> struct ConcatList; template<typename... First, typename... Second, typename... Tail> struct ConcatList<TypeList<First...>, TypeList<Second...>, Tail...> { typedef typename ConcatList<TypeList<First..., Second...>, Tail...>::type type; }; template<typename T> struct ConcatList<T> { typedef T type; }; template<typename NewItem, typename List> struct AppendItem; template<typename NewItem, typename...Items> struct AppendItem<NewItem, TypeList<Items...>> { typedef TypeList<Items..., NewItem> type; }; template<typename NewItem, typename List> struct PrependItem; template<typename NewItem, typename...Items> struct PrependItem<NewItem, TypeList<Items...>> { typedef TypeList<NewItem, Items...> type; }; template<typename List, int N, typename = void> struct GetItem { static_assert(N > 0, "index cannot be negative"); static_assert(GetSize<List>::value > 0, "index too high"); typedef typename GetItem<typename List::tail, N-1>::type type; }; template<typename List> struct GetItem<List, 0> { static_assert(GetSize<List>::value > 0, "index too high"); typedef typename List::type type; }; template<typename List, template<typename, typename...> class Matcher, typename... Keys> struct FindItem { static_assert(GetSize<List>::value > 0, "Could not match any item."); typedef typename List::type current_type; typedef typename Conditional<Matcher<current_type, Keys...>::value, Identity<current_type>, FindItem<typename List::tail, Matcher, Keys...>> ::type::type type; }; template<typename List, int I, typename NewItem> struct ReplaceItem { static_assert(I > 0, "index cannot be negative"); static_assert(GetSize<List>::value > 0, "index too high"); typedef typename PrependItem<typename List::type, typename ReplaceItem<typename List::tail, I-1, NewItem>::type> ::type type; }; template<typename NewItem, typename Type, typename... T> struct ReplaceItem<TypeList<Type, T...>, 0, NewItem> { typedef TypeList<NewItem, T...> type; }; enum Direction { Left = -1, Right = 1 }; template<typename OldState, typename Input, typename NewState, typename Output, Direction Move> struct Rule { typedef OldState old_state; typedef Input input; typedef NewState new_state; typedef Output output; static Direction const direction = Move; }; template<typename A, typename B> struct IsSame { enum { value = false }; }; template<typename A> struct IsSame<A, A> { enum { value = true }; }; template<typename Input, typename State, int Position> struct Configuration { typedef Input input; typedef State state; enum { position = Position }; }; template<int A, int B> struct Max { enum { value = A > B ? A : B }; }; template<int n> struct State { enum { value = n }; static char const * name; }; template<int n> char const* State<n>::name = "unnamed"; struct QAccept { enum { value = -1 }; static char const* name; }; struct QReject { enum { value = -2 }; static char const* name; }; #define DEF_STATE(ID, NAME) \ typedef State<ID> NAME ; \ NAME :: name = #NAME ; template<int n> struct Input { enum { value = n }; static char const * name; template<int... I> struct Generate { typedef TypeList<Input<I>...> type; }; }; template<int n> char const* Input<n>::name = "unnamed"; typedef Input<-1> InputBlank; #define DEF_INPUT(ID, NAME) \ typedef Input<ID> NAME ; \ NAME :: name = #NAME ; template<typename Config, typename Transitions, typename = void> struct Controller { typedef Config config; enum { position = config::position }; typedef typename Conditional< static_cast<int>(GetSize<typename config::input>::value) <= static_cast<int>(position), AppendItem<InputBlank, typename config::input>, Identity<typename config::input>>::type::type input; typedef typename config::state state; typedef typename GetItem<input, position>::type cell; template<typename Item, typename State, typename Cell> struct Matcher { typedef typename Item::old_state checking_state; typedef typename Item::input checking_input; enum { value = IsSame<State, checking_state>::value && IsSame<Cell, checking_input>::value }; }; typedef typename FindItem<Transitions, Matcher, state, cell>::type rule; typedef typename ReplaceItem<input, position, typename rule::output>::type new_input; typedef typename rule::new_state new_state; typedef Configuration<new_input, new_state, Max<position + rule::direction, 0>::value> new_config; typedef Controller<new_config, Transitions> next_step; typedef typename next_step::end_config end_config; typedef typename next_step::end_input end_input; typedef typename next_step::end_state end_state; enum { end_position = next_step::position }; }; template<typename Input, typename State, int Position, typename Transitions> struct Controller<Configuration<Input, State, Position>, Transitions, typename EnableIf<IsSame<State, QAccept>::value || IsSame<State, QReject>::value>::type> { typedef Configuration<Input, State, Position> config; enum { position = config::position }; typedef typename Conditional< static_cast<int>(GetSize<typename config::input>::value) <= static_cast<int>(position), AppendItem<InputBlank, typename config::input>, Identity<typename config::input>>::type::type input; typedef typename config::state state; typedef config end_config; typedef input end_input; typedef state end_state; enum { end_position = position }; }; template<typename Input, typename Transitions, typename StartState> struct TuringMachine { typedef Input input; typedef Transitions transitions; typedef StartState start_state;
以上是C 模板元编程图灵完备吗?的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章!

热AI工具

Undresser.AI Undress
人工智能驱动的应用程序,用于创建逼真的裸体照片

AI Clothes Remover
用于从照片中去除衣服的在线人工智能工具。

Undress AI Tool
免费脱衣服图片

Clothoff.io
AI脱衣机

Video Face Swap
使用我们完全免费的人工智能换脸工具轻松在任何视频中换脸!

热门文章

热工具

记事本++7.3.1
好用且免费的代码编辑器

SublimeText3汉化版
中文版,非常好用

禅工作室 13.0.1
功能强大的PHP集成开发环境

Dreamweaver CS6
视觉化网页开发工具

SublimeText3 Mac版
神级代码编辑软件(SublimeText3)

C语言数据结构:树和图的数据表示与操作树是一个层次结构的数据结构由节点组成,每个节点包含一个数据元素和指向其子节点的指针二叉树是一种特殊类型的树,其中每个节点最多有两个子节点数据表示structTreeNode{intdata;structTreeNode*left;structTreeNode*right;};操作创建树遍历树(先序、中序、后序)搜索树插入节点删除节点图是一个集合的数据结构,其中的元素是顶点,它们通过边连接在一起边可以是带权或无权的数据表示邻

文件操作难题的真相:文件打开失败:权限不足、路径错误、文件被占用。数据写入失败:缓冲区已满、文件不可写、磁盘空间不足。其他常见问题:文件遍历缓慢、文本文件编码不正确、二进制文件读取错误。

C语言函数是代码模块化和程序搭建的基础。它们由声明(函数头)和定义(函数体)组成。C语言默认使用值传递参数,但也可使用地址传递修改外部变量。函数可以有返回值或无返回值,返回值类型必须与声明一致。函数命名应清晰易懂,使用驼峰或下划线命名法。遵循单一职责原则,保持函数简洁性,以提高可维护性和可读性。

C语言函数名定义包括:返回值类型、函数名、参数列表和函数体。函数名应清晰、简洁、统一风格,避免与关键字冲突。函数名具有作用域,可在声明后使用。函数指针允许将函数作为参数传递或赋值。常见错误包括命名冲突、参数类型不匹配和未声明的函数。性能优化重点在函数设计和实现上,而清晰、易读的代码至关重要。

C语言函数是可重复利用的代码块,它接收输入,执行操作,返回结果,可将代码模块化提高可复用性,降低复杂度。函数内部机制包含参数传递、函数执行、返回值,整个过程涉及优化如函数内联。编写好的函数遵循单一职责原则、参数数量少、命名规范、错误处理。指针与函数结合能实现更强大的功能,如修改外部变量值。函数指针将函数作为参数传递或存储地址,用于实现动态调用函数。理解函数特性和技巧是编写高效、可维护、易理解的C语言程序的关键。

C35 的计算本质上是组合数学,代表从 5 个元素中选择 3 个的组合数,其计算公式为 C53 = 5! / (3! * 2!),可通过循环避免直接计算阶乘以提高效率和避免溢出。另外,理解组合的本质和掌握高效的计算方法对于解决概率统计、密码学、算法设计等领域的许多问题至关重要。

算法是解决问题的指令集,其执行速度和内存占用各不相同。编程中,许多算法都基于数据搜索和排序。本文将介绍几种数据检索和排序算法。线性搜索假设有一个数组[20,500,10,5,100,1,50],需要查找数字50。线性搜索算法会逐个检查数组中的每个元素,直到找到目标值或遍历完整个数组。算法流程图如下:线性搜索的伪代码如下:检查每个元素:如果找到目标值:返回true返回falseC语言实现:#include#includeintmain(void){i

C#和C 的历史与演变各有特色,未来前景也不同。1.C 由BjarneStroustrup在1983年发明,旨在将面向对象编程引入C语言,其演变历程包括多次标准化,如C 11引入auto关键字和lambda表达式,C 20引入概念和协程,未来将专注于性能和系统级编程。2.C#由微软在2000年发布,结合C 和Java的优点,其演变注重简洁性和生产力,如C#2.0引入泛型,C#5.0引入异步编程,未来将专注于开发者的生产力和云计算。
