熟悉函数式和 C++ 的老哥有偿帮忙解决个问题

V2EX = way to explore

V2EX 是一个关于分享和探索的地方

现在注册

已注册用户请登录

这是一个创建于 398 天前的主题，其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

不知道下面的代码高亮了没有，我加了 ```c++，但是预览下的没高亮。应该是支持高亮的，我看其他的帖子里面有高亮的代码。

新做的一个项目，本来是用 Rust 写的，包管理很方便。但是组长说 Rust 招不到人，就让我用 C++ 重写。C++ 的话现在用的是 git submodules 和 cmake ，没那么爽。好在组长没说 C++ 的版本，应该能用上 C++20 。

本来是面向对象的命令式写法，但是网上冲浪太多了，经常看到函数式，早就想试试了，但其实自己面向对象也才懂一点点。最近想把测试写起来，因为自己的代码的其中两个 bug 让项目延期了几天，如果能写测试的话项目就不会在我这里卡住了。

如果是面向对象的测试的话，我看一般是定义一个接口，然后实现里面的纯虚函数，然后写 mock 类测试。但这样的话就需要为了测试去额外定义一个接口。我就想试试函数式，虽然我还不确定函数式能否让测试变得简单、没有额外负担。

下面的代码和测试无关，我只是想体验一下函数式。我想的是把那一大堆的 if 用 std::map 来代替，同时这个 std::map 在添加子命令的时候自动生成，这样子 main 函数的可读性就比原来好多了，行数也比较少。还有就是上面定义了变量，下面又传递给 SubCommand ，感觉复用度太低了，也许可以用一个结构体，然后和 SubCommand 组合一下。但是不知道具体怎么写。

有偿的话不知道 200 元行不行。

int main(int argc, char **argv) {
    // parse command line
    CLI::App cli;
    string   logLevel = "info";
    cli.add_option("-l,--logLevel", logLevel, "log level")
        ->option_text("debug, info, warn, error")
        ->capture_default_str();
    string logFile = "stdout";
    cli.add_option("-f,--logFile", logFile, "log file")->capture_default_str();
    bool version = false;
    cli.add_flag("-v,--version", version, "show version")->capture_default_str();

    auto &serveCli = *cli.add_subcommand("serve", "serve uart-manager service");

    auto    &readDataCli = *cli.add_subcommand("readData", "read data from uart-manager service");
    uint32_t readDataPort;
    readDataCli.add_option("-p,--port", readDataPort, "uart port")->required();
    uint32_t messages = 1;
    readDataCli.add_option("-m,--messages", messages, "stop after read ? messages")
        ->capture_default_str();

    auto    &setBaudRateCli = *cli.add_subcommand("setBaudRate", "set uart baud rate");
    uint32_t setBaudRatePort;
    setBaudRateCli.add_option("-p,--port", setBaudRatePort, "uart port")->required();
    uint32_t setBaudRateBaudRate;
    setBaudRateCli.add_option("-b,--baudRate", setBaudRateBaudRate, "uart baud rate")
        ->option_text("9600, 14400, 19200, 38400, 57600, 115200")
        ->required();

    auto &writeDataCli = *cli.add_subcommand("writeData", "write data to uart-manager service");
    vector<uint32_t> writeDataPorts;
    writeDataCli.add_option("-p,--port", writeDataPorts, "uart port")->required();
    string writeDataHex;
    writeDataCli.add_option("-H,--hex", writeDataHex, "hex data");
    string writeDataStr;
    writeDataCli.add_option("-s,--str", writeDataStr, "string data");

    auto  &updateFpgaCli = *cli.add_subcommand("updateFpga", "update fpga");
    string updateFpgaFile;
    updateFpgaCli.add_option("-f,--file", updateFpgaFile, "fpga file")->required();

    auto    &getAutoResponseCli = *cli.add_subcommand("getAutoResponse", "get auto response");
    uint32_t getAutoResponsePort;
    getAutoResponseCli.add_option("-p,--port", getAutoResponsePort, "uart port")->required();

    auto    &clearAutoResponseCli = *cli.add_subcommand("clearAutoResponse", "clear auto response");
    uint32_t clearAutoResponsePort;
    clearAutoResponseCli.add_option("-p,--port", clearAutoResponsePort, "uart port")->required();

    auto    &addAutoResponseCli = *cli.add_subcommand("addAutoResponse", "add auto response");
    uint32_t addAutoResponsePort;
    addAutoResponseCli.add_option("-p,--port", addAutoResponsePort, "uart port")->required();
    vector<string> addAutoResponseHex;
    addAutoResponseCli.add_option("-H,--hex", addAutoResponseHex, "response hex data");
    vector<string> addAutoResponseStr;
    addAutoResponseCli.add_option("-s,--str", addAutoResponseStr, "response string data");
    vector<string> addAutoResponseWhenContains;
    addAutoResponseCli
        .add_option("-w,--whenContains", addAutoResponseWhenContains,
                    "response str or hex data when contains str or hex data")
        ->required();

    auto &getFpgaVersionCli = *cli.add_subcommand("getFpgaVersion", "get fpga version");

    auto &set12vStatusCli = *cli.add_subcommand("set12vStatus", "set 12v of ports 1-48 status");
    auto  set12vStatusEnableFirst = true;
    set12vStatusCli
        .add_flag("-e,--enableFirst", set12vStatusEnableFirst, "enable first 12v, ports 1-24")
        ->capture_default_str();
    auto set12vStatusEnableSecond = true;
    set12vStatusCli
        .add_flag("-s,--enableSecond", set12vStatusEnableSecond, "enable second 12v, ports 25-48")
        ->capture_default_str();

    auto &get12vStatusCli = *cli.add_subcommand("get12vStatus", "get 12v of ports 1-48 status");

    CLI11_PARSE(cli, argc, argv);

    // version
    if (version) {
        printf("version: %s\n", VERSION);
        return 0;
    }

    // log
    initLog(logLevel, logFile);

    // subcommands
    if (serveCli) {
        Manager().start();
    } else if (readDataCli) {
        SubCommand().readData(readDataPort, messages);
    } else if (setBaudRateCli) {
        SubCommand().setBaudRate(setBaudRatePort, setBaudRateBaudRate);
    } else if (writeDataCli) {
        SubCommand().writeData(writeDataPorts, writeDataHex, writeDataStr);
    } else if (updateFpgaCli) {
        SubCommand().updateFpga(updateFpgaFile);
    } else if (getAutoResponseCli) {
        SubCommand().getAutoResponse(getAutoResponsePort);
    } else if (clearAutoResponseCli) {
        SubCommand().clearAutoResponse(clearAutoResponsePort);
    } else if (addAutoResponseCli) {
        SubCommand().addAutoResponse(addAutoResponsePort, addAutoResponseHex, addAutoResponseStr,
                                     addAutoResponseWhenContains);
    } else if (getFpgaVersionCli) {
        SubCommand().getFpgaVersion();
    } else if (set12vStatusCli) {
        SubCommand().set12vStatus(set12vStatusEnableFirst, set12vStatusEnableSecond);
    } else if (get12vStatusCli) {
        SubCommand().get12vStatus();
    } else {
        cout << cli.help() << endl;
    }

    return 0;
}

15 条回复 • 2023-11-01 14:24:02 +08:00

buf1024

2023-10-30 13:15:02 +08:00

伪代码示意
```

std::list xx;
class Cmd {
bool* isSet;
func handler
};

cmd 定义以下宏定义
#define AddCmd
do {

auto &get12vStatusCli = *cli.add_subcommand("get12vStatus", "get 12v of ports 1-48 status");
xx.push(new Cmd{get12vStatusCli, handler...})

} while (0)

最后的 if
for cmd in xx
if (cmd.isSet) {
xx()
}

```

s7964926

2023-10-30 13:43:31 +08:00

```cpp
#include <map>
#include <functional>
#include <CLI/CLI.hpp>

struct CmdOptions {
bool serveCli = false;
uint32_t readDataPort = 0;
uint32_t messages = 1;
};

class SubCommand {
public:
void serve(const CmdOptions &options) {
// 实现
}

void readData(const CmdOptions &options) {
// 使用 options.readDataPort 和 options.messages
}

// 其他
};

int main(int argc, char **argv) {
CLI::App cli;
CmdOptions options;
SubCommand subCmd;

auto &serveCli = *cli.add_subcommand("serve", "serve uart-manager service");
serveCli.callback([&options, &subCmd]() { subCmd.serve(options); });

auto &readDataCli = *cli.add_subcommand("readData", "read data from uart-manager service");
readDataCli.add_option("-p,--port", options.readDataPort, "uart port")->required();
readDataCli.add_option("-m,--messages", options.messages, "stop after read ? messages");
readDataCli.callback([&options, &subCmd]() { subCmd.readData(options); });

// 其他

CLI11_PARSE(cli, argc, argv);

return 0;
}

```

FH0

2023-10-30 13:45:42 +08:00

@buf1024 兄弟，你这个没用到函数式吧

FH0

2023-10-30 13:56:31 +08:00

@s7964926 确实，用了 callback 就可以省略后面的 if 了。那前面的代码能不能用函数式处理一下。比如：

FH0

2023-10-30 13:58:58 +08:00

```c++
compose(
newCli,
serve,
readData,
setBaudRate,
);
```

```c++
cli.map(serve)
.map(readData)
.map(setBaudRate);
```

luassuns

2023-10-30 15:08:32 +08:00

@FH0 你想要这样只要在 add_option 返回 return this 不就好了

luassuns

2023-10-30 15:23:27 +08:00

```cpp

struct Command
{
std::string msg;
std::string description;
bool require;
std::function<void(std::any)> command;
void exec(std::any v)
{
if (command)
command(v);
}
};

class Args
{
public:
Args *add_opt(Command *command)
{
commandMap[command->msg] = command;
return this;
}

void parse(int argc, char *argv[])
{
// do parse....
std::map<std::string, std::any> valueMap;
for (auto &[key, value] : commandMap) {
if(valueMap.find(key) != valueMap.end()) {
value->exec(valueMap[key]);
} else {
if(value->require) {
// require but not found
}
}
}
}
std::map<std::string, Command *> commandMap;
};

Args *args = new Args();

args->add_opt(
new Command{"-p", "port", true, [](std::any v) { std::cout << std::any_cast<int>(v); }})
->add_opt(new Command())
->add_opt(new Command())
->add_opt(new Command())
->add_opt(new Command());
```

FH0

2023-10-30 15:26:40 +08:00

@luassuns return this 确实可以，但是方法都是封装在一个类里面的，这是面向对象的思想。我想尝试一下函数式，就是纯函数、副作用、柯里化、函子那些。

netabare

2023-10-30 16:44:20 +08:00 via Android

c++没必要太函数式吧，如果 op 想要用的话可以试试 optional 来替代返回错误码/exception 的写法，但不确定 20 是否支持流式的 flatmap 写法。

感觉用好 move 和 unique_ptr 就好了，c++真的没必要太追求纯函数或者柯里化。

FH0

2023-10-30 18:20:18 +08:00

@netabare 好吧，C++ 函数式的讨论确实比较少，我似乎走上了一条荒无人烟的道路。

kilasuelika

2023-10-30 23:18:27 +08:00 via Android

boost 里面有个 hof ，高阶函数，可以去了解一下。c++ 本身不是专门做函数式的，要想实现那些必须要进行一些封装和借助一些奇技淫巧。

FH0

2023-10-31 01:03:40 +08:00

@kilasuelika OK

netabare

2023-10-31 08:28:35 +08:00 via Android

@FH0 其实如果要做函数式的话，C#、Java 之类的虚拟机托管语言会合适很多，至少写起来没那么痛苦。

函数式写法主要还是追求更好的抽象和表达能力，比较吃编译器的代码优化和语法糖。在 C++这种偏底层，程序员希望能够对内存和变量生命周期有更多掌控权的语言里，有点吃力不讨好。Rust 里面其实也没多少函数式的写法，更多是从函数式编程里面借用了比如模式匹配、trait 之类的思路。

不过 C++也没有模式匹配或者 trait ，所以还是有点尴尬。

FH0

2023-10-31 14:24:15 +08:00

@netabare 我找到了一个项目用了很多的函数式思想，还是想探索一下。github.com/arximboldi/ewig

FH0

2023-11-01 14:24:02 +08:00

最后代码优化成了这样，先暂时用着。
```c++
int main(int argc, char **argv) {
auto [mainCli, beforeSubcommand] = makeCli(argc);

const auto subcommands = {
serve(),
readData(),
writeData(),
setBaudRate(),
clearAutoResponse(),
getAutoResponse(),
addAutoResponse(),
clearTimedResponse(),
getTimedResponse(),
addTimedResponse(),
get12vStatus(),
set12vStatus(),
getFpgaVersion(),
updateFpga(),
};
unordered_map<App *, function<void()>> subcommandMap;
for (const auto &[cli, callback] : subcommands) {
mainCli->add_subcommand(cli);
subcommandMap.emplace(&*cli, callback);
}

CLI11_PARSE(*mainCli, argc, argv);

beforeSubcommand();

for (auto *key : mainCli->get_subcommands()) {
subcommandMap[key]();
}

return 0;
}
```