开源项目介绍：YOMM2——C++17中的快速开放多方法实现

admin 3个月前 (03-09) 阅读数 29 #开源软件项目

## 项目介绍

YOMM2是一个C++17的开源库，实现了快速、开放的多方法（multi-methods）。它受到Peter Pirkelbauer、Yuriy Solodkyy和Bjarne Stroustrup等人的论文的强烈启发。多方法允许在函数调用时考虑多个参数类型，从而实现更灵活的函数名称修饰（name mangling）和函数调用。

## 项目及技术应用场景

在传统的面向对象编程中，解决跨切面问题（cross-cutting concerns）通常较为困难。例如，在一个矩阵数学库中，有多种类型的矩阵（如密集矩阵、对角矩阵等），若要为每种矩阵类型添加序列化为JSON字符串的功能，传统的OOP方法需要修改基类及其所有子类，并且需要重新编译整个库。这不仅侵入性大，而且不够灵活。

YOMM2提供了一种新的解决方案，即开放方法（open methods）。它允许在不修改原有类的基础上，动态地为对象添加新的行为，从而解决了所谓的表达式问题（Expression Problem）。

## 核心功能解析

YOMM2的核心功能包括：

1. **开放多方法**：允许定义和调用不限于特定类的多参数方法。
2. **动态方法注册**：可以在运行时注册新的类和方法，实现动态扩展。
3. **性能优化**：在开启优化（-O2）的情况下，调用开放方法的性能与普通虚拟成员函数相差无几。

### 跨切面问题与表达式问题

YOMM2通过开放方法解决了跨切面问题和表达式问题。例如，可以为不同的矩阵类型定义不同的`to_json`方法，而不需要修改基类。

```c++
declare_method(std::string, to_json, (virtual_<const matrix&>));
define_method(std::string, to_json, (const dense_matrix& m)) {
    return "json for dense matrix...";
}
define_method(std::string, to_json, (const diagonal_matrix& m)) {
    return "json for diagonal matrix...";
}
```

### 多重派发

YOMM2还支持多重派发（multiple dispatch），即可以根据多个参数类型选择不同的方法实现。

```c++
declare_method(std::shared_ptr<const matrix>, times, (virtual_<const matrix&>, virtual_<const matrix&>));
define_method(std::shared_ptr<const matrix>, times, (const matrix& a, const matrix& b)) {
    return std::make_shared<dense_matrix>();
}
define_method(std::shared_ptr<const matrix>, times, (const diagonal_matrix& a, const diagonal_matrix& b)) {
    return std::make_shared<diagonal_matrix>();
}
```

## 安装与配置指南

YOMM2可以通过vcpkg或Conan包管理器进行安装，也可以从源代码构建。以下是基本的安装步骤：

```shell
git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/yo/yomm2.git
cd yomm2
cmake -S . -B build.yomm2
cmake --build build.yomm2
```

如果需要运行测试，可以在`cmake`命令中添加`-DYOMM2_ENABLE_TESTS=1`。

## 实战案例分析

以下是一个使用YOMM2的实战案例，展示了如何为不同类型的矩阵实现`to_json`方法。

```c++
// 省略注册和声明方法的部分

int main() {
    yorel::yomm2::update();

const matrix& a = dense_matrix();
    const matrix& b = diagonal_matrix();

std::cout << to_json(a) << "\n"; // 输出: json for dense matrix...
    std::cout << to_json(b) << "\n"; // 输出: json for diagonal matrix...

return 0;
}
```

## 常见问题解答