Boost.勉強会4にて発表した内容です。http://atnd.org/events/11551

1. C++コミュニティの中心で
C++をDISる
田中英行

2. 自己紹介
• 田中 英行 (@tanakh, id:tanakh)
• (株)Preferred Infrastructure 勤務
• Haskell好き/C++嫌い
• C++歴13年
– 主にWindowsでゲームを作ったりしていました
– 最近は仕事でコンソールアプリ書いてます

3. あらかじめおことわり
• Boost.勉強会ということですが
– Boost出てきません
– むしろBoost良くわからないので教えてください！

4. 突然ですが
• 今日はC++をDISる機会をいただきました！
• （通称）C++闇の軍団なる皆様方に於かれまし
ては釈迦に説法以外の何物でもありません
が…
• 僭越ながら、C++をDISらせて頂きます

5. ご存知でしたか？
C++が今年の
“Discriminating Hackersが選ぶ言語”
に選ばれていたという事実を・・・

6. Discriminating Hackersの選ぶ言語
とは？
• ICFP という関数プログラミングの学会が
• 毎年プログラミングコンテストを開催しています
• 優勝チームの使っていた言語が、
“Discriminating Hackersの選ぶ言語”
として讃えられ、無制限に自慢できる権利を与
えられます

7. 前回の優勝者＆言語

8. よりにもよって、
手続き型の、
それもC++が、
関数プログラミングの学会主催の
コンテストで、
Discriminating 言語だなんて！

9. しかし、ルールはルール
• C++に逆らえない日々…
• 何故か仕事でもC++ばかり…
• 何とかせねば！

10. そして今年（去年）のICFP Contest
私の参加した
チーム

11. やりました！
• 優勝者になって、好きな言語を選べる！
– しかし、ものすごくモメる
• とりあえず使った言語列挙する
– C++、Haskell、Python
– すごくオーソドックスな組み合わせですね！
• ということで、今年（9月頃まで？）はくれぐれ
もこれらの言語の悪口は謹んで頂くように！

12. しかし。
• 私はC++が好きではない
– （C++を使ったのは主に私なんですが…）
• 私が選んだのだから（Discriminating Hackerな
のだから）その効力は私には及ぶまい（と勝
手にルールを解釈）
• そこで・・・

13. 今年唯一（？）大手を振って
C++の悪口を言える私が
思う存分C++をDISる

14. という
• ごく個人的な発表です。

15. 概要
• 大きく3つのカテゴリに分けて、C++をDISる
–型
– テンプレート
– 関数プログラミング
• お手柔らかにお願いします

16. Part 1: Type System
その１：型

17. C++の型システム
• Very Irritating！
• C++のストレスの約8割はこいつの所為

18. 同じ型を何度も書かされる
• (int, int) -> int なる map を扱うとき
map<int, map<int, int> > mm;
for (map<int, map<int, int> >::iterator p = mm.begin();
p != mm.end(); p++){
map<int, int> &r = p->second;
for (map<int, int>::iterator q = r.begin();
q != r.end(); q++){
....
}
}

19. これが良くないところ
• 単純に面倒
– Do not repeat yourself!
• 変更に弱い
– 何箇所も変更しないといけない

20. 例
• int -> double に変更
map<int, map<int, double> > mm;
for (map<int, map<int, double> >::iterator p = mm.begin();
p != mm.end(); p++){
map<int, double> &r = p->second;
for (map<int, double>::iterator q = r.begin();
q != r.end(); q++){
....
}
}

21. typedef 使え
typedef map<int, double> ogram;
typedef map<int, ogram> tgram;
tgram mm;
for (tgram::iterator p = mm.begin();
p != mm.end(); p++){
ogram &r = p->second;
for (ogram::iterator q = r.begin();
q != r.end(); q++){
....
}
}

22. だが断る
• 付けるべきではない名前を付けないといけない
– しかも今回の場合2つ
• なぜ名前をつけるべきではないのか？
– １．名前に意味が無い
– ２．意味のない名前を考えるのは大変
– ３．（今回の場合）本質的には繰り返しではない

23. 0x使え
map<int, map<int, double> > mm;
for (auto p = mm.begin();p != mm.end(); p++){
auto r = p->second;
for (auto q = r.begin();q != r.end(); q++){
....
}
}

24. ０ｘ使わせて
(´；ω；｀)

25. 読ませる気のないコンパイルエラー
• 行番号しか参考になりません！
• gcc 4.5でデフォルト型引数の省略などが入っ
たが…
– そもそもの型が大きければ意味がない
– これはC++ライブラリの構造上の問題か

26. 型推論が非力
• そもそも型推論とは何ぞや？
– 型なしプログラムから型ありプログラムの再構築
（Type Reconstruction）
• C++0xでは、すべての型を推論できるわけではな
い
– ○ローカル変数（auto）
– ○ラムダ式の返り値
– ×関数の引数
– ×クラスメンバ
• Hindly-Milner型の型推論ができないものか

27. Part 2: template in C++
その2：テンプレート

28. テンプレート
• みんな大好きテンプレート
• だがしかし！
• テンプレートおかしいよテンプレート
• C++のストレスの約8割はこいつの所為

29. テンプレートの型
• templateの型パラメータは、forallではない
• たとえばこれは？
template <class T>
T id(T v){ return v; }
– ∀a => a -> a だろうか？
– 実は違う

30. テンプレートの型
• なぜなら、引数に対して任意の操作が可能だ
から
template <class T>
void id(T v){ v.foo(); }
– どういう型が付くのが妥当なのだろうか？
– 実際にはC++では、テンプレート関数（クラス）
自体には型はつかない（つけない）

31. そもそもC++テンプレートとは…？
• C++のテンプレートは何なの？
– 見た目StructualなSub-Typingを実現している
– Sub-Type relationの解決をインスタンス時に各々
行う
– コンパイル時に型レベルでコードを実行するよう
なもの

32. その代償
• C++では、テンプレート関数を宣言時ではなく、
使用時にインスタンス化し、それに対して型
付けを行う
• これはどういう事を招くか？
– テンプレート関数（クラス）を分割コンパイルでき
ない
– テンプレート関数自体に対しては型が付かない
– （得られるコンパイルエラーが往々にして不可解）

33. 分割コンパイルできない
• テンプレート関数を使用している箇所すべて
に対して、その完全な定義が必要
– 基本、ヘッダファイルに全部書くことになる
• これは何を招くのか？
– コンパイル速度の低下
– ファイル間の依存の増加

34. コンパイル速度
• 最悪の場合、コンパイル時間がファイル数の
２乗のオーダに
ヘッダファイル
ソースファイル

35. ファイル間の依存性
• インターフェースが変わらなくても、実装が変
わればコンパイルし直さなければならない
• pimpl のようなバッドノウハウ
– 実行速度低下
– コードがまどろっこしく

36. ヘッダに書くことによる問題
• namespace地獄
std::map<int, std::map<int, int> > mm;
for (std::map<int,std::map<int, int> >::iterator
p = mm.begin();
p != mm.end(); p++){
std::map<int, int> &r = p->second;
for (std::map<int, int>::iterator q = r.begin();
q != r.end(); q++){
....
}
}
– using namespace させて…

37. テンプレートに型がつかない
• テンプレート関数は定義のみではコンパイル
されない
– つまり型がつかない
• 一方、型は非常に良いドキュメントになる
– 型の重要なメリットの一つ
• C++のテンプレートからは、これがすべて失わ
れている

38. 例
• std::transform()
template <class A, class B, class C>
B transform(A, A, B, C);
– これでは何のことやら

39. 例（２）
• もちろん、人がある程度注釈することはできる
template <class InputIterator,
class OutputIterator,
class UnaryOperator>
OutputIterator transform(InputIterator first1,
InputIterator last1,
OutputIterator result,
UnaryOperator op)；
• しかし、これでは不十分
– Input/OutputIteratorが満たす要件は？
– UnaryOperatorとはなんなのか？
– これらはドキュメントに書くしかない
• それは何の保証もない

40. パラメトリック多相の場合
• 何を渡さなければならないか一目瞭然
• どういう処理がされるかすら分かる場合も多い
map :: (a -> b) -> [a] -> [b]
map f xs = ...

41. 今は亡きコンセプトさん
/二二ヽ
| 今 |
| 瀬 |
| 腑 |
| 戸 |
| 之 |
__| 墓 |__
／ └──┘ ＼
|´￣￣￣￣￣￣| ｿ
ｿ::::::::::::::::::::::::::::::::ｿｿ
／ ｿ￣|;;;;;;;lll;;;;;;;|￣ｿ ＼
|´￣￣ |. ［廿］ .|´￣￣.|
|:::::::::::::::| |::::::::::::::|
|:::::::::::::::|￣￣￣|::::::::::::::|
.￣￣￣|__＿____|´￣￣゛

42. コンセプトがあれば…
• テンプレート引数への要件の明示による
ドキュメント性の改善
• インスタンス化→型チェックによらずに型
チェックができるようになり、コンパイルエラー
の改善
• コンセプトさえあれば…

43. Part 3: Functional Programming
その３：関数プログラミング

44. Haskell愛好家としては…
• C++/C++0xでの関数プログラミングには
我慢ならない…！

45. オブジェクト指向＋関数型
• すべてのものはオブジェクトであるべき
• （すべてのものは関数であるべき）
• 関数がオブジェクトであるということ
– 関数に付く方がすごく歪になる
• 関数型ならシンプルなのに…

46. ラムダ式
• Haskell
– ¥x -> x+1
• OCaml
– fun x -> x
• Scheme
– (lambda (x) x)
• C++
– [](int x){ return x+1; }

47. ラムダ式
• とにかくキモい。
int main()
{
[](){}();
}

48. ラムダ式
• とにかくキモすぎる。
int main()
{
[](){[](){[](){[](){[](){[](){}();[](){}();}();
[](){[](){}();[](){}();}();}();}();[](){[](){[]()
{[](){}();[](){}();}();[](){[](){}();[](){[](){[]
(){[](){}();[](){}();}();[](){[](){}();[](){}();}
();}();}();}();}();}();}();[](){[](){[](){[](){[]
(){}();[](){[](){[](){[](){[](){[](){[](){}();[](
){}();}();[](){[](){cout<<"やぁ(´・ω・`)"<<endl;}();
[](){}();}();}();}();[](){}();}();[](){[](){}();[
](){}();}();}();}();}();[](){[](){}();[](){}();}(
);}();}();[](){[](){[](){[](){}();[](){}();}();[]
(){[](){}();[](){}();}();}();}();}();}();
}

49. ラムダ式
• どうしてこうなった
– 予約語、後方互換…
• まあ、それはおいといて。

50. ラムダ式の型
• ラムダ式の型がイケてない
cout<<demangle(typeid([](int x){return x+1;}).name())<<endl；
$ g++ -std=c++0x test.cpp
$ ./a.out
main::{lambda(int)#1}
？？？

51. ラムダ式の型
• 引数と返り値の型がラムダ式の型に現れない
• そのままでは、引数や返り値の型を利用する
のが困難

52. 関数の型
• 関数の型を扱いたい時、functionクラスを用
いると簡単
– しかし、パフォーマンスの低下
• インライン展開されないなど
– 単なるテンプレートパラメータが好まれる
• 結局ドキュメントとしての型が得られない
template <class A> template <class F, class A>
A twice(function<A(A)> f, A v) A twice(F f, A v)
{ {
return f(f(v)); return f(f(v));
} }

53. 多相関数
• C++0xのラムダ式は多相にならない
– 例えば id x = x, id :: forall a . a -> a
– のようなものが書けない
– template <class A>[](A x){ return x; }
– ↑ こういうモノが書けない

54. テンプレート関数の値
• C++ではテンプレート関数、それ自体は値とし
て扱えない
– 具体的な型でインスタンス化しないと値にならない
– つまり、そのような式に付く型がない
template <class T>
T id(T x){ return x; }
int main()
{
// auto f = id; // <- これにつく型は？
auto g = id<int>; // <- これは int->int
}

55. 総称型がない
• C++の型には総称型がない
– すべての型は具体的な型の組み合わせ
– つまり型パラメータがない
– 多相関数に付けられる型がないのもまあ頷ける
• ところが、Boost.Lambdaでは多相関数が扱え
るらしい？
– 一体どういう事なのか？

56. Boost.Lambdaでのラムダ式
• 何故かできてしまう
int main()
{
using namespace boost::lambda;
auto f = _1; // ¥x -> x
cout<<f(1)<<endl; // -> 1
cout<<f(3.14)<<endl; // -> 3.14
}
• fの型は何なのか？
– forall a . a -> a をどうやって表現している？

57. Boost.Lambdaの型
• 出力してみる
cout<<demangle(typeid(f).name())<<endl;
boost::lambda::lambda_functor<boost::la
mbda::placeholder<1> >
• ？？

58. Boost.Lambdaの型（２）
• もう少し複雑な例
int main()
{
using namespace boost::lambda;
auto f = cout << _1 << '¥n';
cout<<demangle(typeid(f).name())<<endl;
}
boost::lambda::lambda_functor<boost::lambda::lambda_functor_base<boost::lambda::bitwise_action<boost::
lambda::leftshift_action>,
boost::tuples::tuple<boost::lambda::lambda_functor<boost::lambda::lambda_functor_base<boost::lambda::b
itwise_action<boost::lambda::leftshift_action>, boost::tuples::tuple<std::ostream&,
boost::lambda::lambda_functor<boost::lambda::placeholder<1> >, boost::tuples::null_type,
boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type,
boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type> > >, char const,
boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type,
boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type,
boost::tuples::null_type> > >

59. Boost.Lambdaの型（３）
• 型が式を丸ごと持ってた！
– Expression Template
• 確かにこれで型は付くのだけどインターフェー
スとしては…
• 型の型を要求する！

60. パターンマッチ
• オブジェクト指向言語に関数型が取り込まれ
るときに無視されるものの筆頭その1
• なんでない？
– なんでない言語が多い？
• なんでない？
– 絶対必要だと思うんですけども

61. パターンマッチのような物…？
• なんか提案されているらしい
– さすがにこれは…
variant<
int
, pair<int,double>
, pair<int,int>
, pair<double,int>
> var;
switch_(var)
|= case_< pair<_1,_1> >(...) // matches pair<int,int>
|= case_< pair<int,_> >(...) // matches pair<int,*>
|= case_< pair<_,_> >(...) // matches pair<*,*>
|= case_< int >(...)
;

62. カリー化
• オブジェクト指向言語に関数型が取り込まれ
るときに無視されるものの筆頭その2
• もしかしてカリー化軽視されている？

63. カリー化の旨み
• 純粋関数的に状態を持ちまわるというのが
とてもやりやすくなる
cnt acc i = (acc, cnt (acc+i))
let a = cnt 0 in
let (v, b) = a 1 in –- v = 0
let (w, c) = b 2 in –- w = 1
let (x, d) = c 3 in –- x = 3
...
• オブジェクト vs 関数
• 関数プログラミングでは、次の状態として
関数を返すことがよくある(e.g. Iteratee)

64. まとめ

65. まとめ
• まだまだ言いたいことはありますが…
– iteratorはクソ
– 例外周りがいろいろクソ
– ADLはクソ
– moveはクソ
– 右辺値参照はクソ
– GCないとかクソ
– スマポはクソ
– …
• C++もいいところはあると思います
– 適当に書いてもそこそこ速いコードが書ける
– 0xでそれなりに改善されてる

66. おわりに
• 私がC++から足を洗えるようになるのは
いつになりますことやら
• せめて0xを・・・！