Trabalhos realizados na disciplina de Computação 3. Tal disciplina tem como foco a aprendizagem de c++ e a mesma é lecionada pelo professor Geraldo Zimbrão.
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g++
comando para instalar o g++:
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install g++ -
Compilar e rodar
g++ -o arquivo arquivo.cc -ansi -Wall --std=c++17
./arquivo
- classe
- vector
- Template
- Sobrecarga de operadores
"Implementar uma classe template Vetor<n,T> onde T deve ser numérico. As operações básicas de vetores geométricos devem estar implementadas.
Um Vetor em duas dimensões seria Vetor<2,double>.
Criar os operadores de multiplicação, adição e subtração de vetores. Lembrando que existe produto escalar e produto vetorial. Criar também multiplicação e divisão por escalar.
Bole uma forma do código abaixo compilar:
Vetor<2,double> v; v = 4.5, 6.1;
O produto escalar será feito através de '*', e o produto vetorial, através de '**'.
Esse operador '**' não existe em C++, mas ele pode ser simulado através de
v = a ** b;
Para isso você deve redefinir o operador '' unário (ponteiro) para retornar uma classe intermediária (por exemplo, MeioDoProdutoVetorial) que contém o vetor b. Além disso, você deve redefinir o operador '' entre um Vetor e a classe MeioDoProdutoVetorial para realizar o produto vetorial.
Por último, crie o operador '<<' para imprimir. "
- Função Apply
- Função Lambda
- Parâmetros template para template
- Auto
- Decltype
"Crie uma função apply que recebe um array (pode ser vector também, na verdade qualquer tipo iterável) e uma função F, e retorna uma estrutura do mesmo tipo passado mas com o tipo base sendo definido pelo valor de retorno de F.
Exemplo:
Entrada: [1, 2, 3, 4] vector
F = int sqr( int a ) { return a*a; }
Saida: [ 1, 4, 9, 16 ] vector
Se a função F for algo do tipo
string romanos( int n ) { // blablaba }
a saída será vector => [ "I", "IV", "IX", "XVI" ]
Exemplo de uso:
vector v;
v.push_back( 1 );
v.push_back( 3 );
v.push_back( 5 );
vector s = apply( v, sin );"
- Stream
- Função Lambda
- Parâmetros template para template
"Implementar uma template que torne possível o seguinte tipo de código:
int tab[10] = { 1, 2, 3, 2, 3, 4, 6, 0, 1, 8 };
vector v{ 2 , 6, 8 };
tab | []( int x ) { cout << xx << endl; };
tab | [ &v ]( int x ) { v.push_back( x ); };
v | []( int x ) { cout << xx << endl; };
v | &print;
onde print é uma função que recebe um int.
void print( int x ) { cout << x << " "; }
Esse operador será equivalente a:
for_each( tab, tab+10, []( int x ) { cout << x*x << endl; } );"
- Derivador Simbólico
- static_assert
- is_same
- Template
" Nesta tarefa você deve criar templates, funções e operadores para permitir a criação de um derivador simbólico. A idéia é que você possa definir uma fórmula para uma função que recebe um parâmetro x e essa função possa ser chamada através do método e (passando um valor para x), e calculando também o valor da derivada dela em relação a x através do método dx.
Exemplos:
int main() {
auto f = 3.0 * x * x;
double v = 7;
cout << "f(" << v << ")=" << f.e( v ) << ", f'(" << v << ")=" << f.dx( v ) << endl;
}
Saida esperada:
f(7)=147, f'(7)=42
Além das expressões com os operadores aritméticos simples +, -, * e /, implementar as funções exp, log, sin e cos. Lembre-se de usar a regra da cadeia para sin(f(x)) funcionar.
Redefina o operador "->*" para aceitar int, significando:
x->*2 ==> x²
Gere um erro de compilação se "->*" for usado com um double: x->*0.5, por exemplo. A mensagem do erro deve ser: "Operador de potenciação definido apenas para inteiros". "
- Derivador Simbólico
- static_assert
- is_same
- Template
"Derivador Simbólico - Parte 2
Usando a solução da tarefa Derivador Simbólico, e efetuando as devidas correções e alterações, acrescente no derivador simbólico dois métodos: str e dx_str, com o cabeçalho abaixo:
string str() const; string dx_str() const;
Esse métodos devem retornar a representação em string da função e de sua derivada. Não deve ser feita nenhuma simplificação, ou seja, saídas como (0 * x + 1 * 1) são aceitáveis e devem ser mantidas.
Na saída substitua o operador "->*" por "^"."
- Filter
- is_same
- Template
"Acrescentar na tarefa anterior o conceito de filter. Um filter é um predicado que retorna bool, e somente repassa para o próximo "pipe" os elementos que retornarem verdadeiro.
Usando o exempla tarefa Stream:
v | []( int x ) { return x % 2 == 0; } | [] ( int x ) { cout << x << endl; };
Irá imprimir apenas os números pares."
- Derivador Simbólico
- static_assert
- is_same
- Template
"Usando o Derivador construído na parte 2, remova todos os parênteses desnecessários, e removendo multiplicação por 1, 0, adição com 0 e potenciação a 0 e 1. Exemplos:
Entrada: (x+3)->2 Saída: f(x) = (x+3)^2, f'(x) = 2(x+3)
Entrada: (x)->3 Saída: f(x) = x^3, f'(x) = 3x^2 "
- Expressões Lambda
- invoke
- invoke_result
- is_same
- Template
Expressões Lambda Simplificadas
Tente fazer expressões lambda que permitam o programa abaixo compilar (e executar corretamente):
X x; // Declarar em algum lugar global.
int tab[10] = { 1, 2, 3, 2, 3, 4, 6, 0, 1, 8 };.
vector v;.
tab | cout << xx << '\n';.
tab | [ &v ]( int x ) { v.push_back( x ); };.
v | x % 2 == 0 | cout << xx + 1 << '\n';.
v | x % 2 == 1 | x*x | cout << x << '\n';.
- Expressões Lambda
- invoke
- invoke_result
- is_same
- Template
Usando as Expressões Lambda Simplificadas da tarefa anterior, faça com que o código abaixo rode também:
vector m< vector >; m | x[0] != 0 | ( x | cout << x << '\n' );
Nesse caso m é um vetor de vetores, e então o primeiro x é um vetor. Logo, podemos escrever um pipe para ele. E será necessário redefinir o operador "[]" para Expressões Lambda.
- Bind
- invoke
- Variadic templates
- is_same
- is_class
- is_invocable
Classe Bind e função bind
Classe Bind
Nesse trabalho você deve criar uma classe template Bind que recebe um functor/função e armazena esse functor, juntamente com possíveis parâmetros. Cada vez que uma função é ligada (binded) a um parâmetro, ela perde em n-aridade (ou seja, diminui o seu número de parâmetros). Ex: se uma função de dois parâmetros é ligada a um parâmetro, ela se torna uma nova função de apenas um parâmetro (o outro deve ser armazenado).
int mdc( int a, int b ) { return b == 0 ? a : mdc( b, a%b ); }
auto f = bind( mdc, 12 );
// f é uma função de um parâmetro que calcula o mdc entre 12 e o parâmetro passado.
cout << f( 9 ) << endl; // deve imprimir 3, que é o mdc entre 12 e 9.
Outros exemplos de uso:
void func4( int a, string b, int c, double d ) {
// Faz algum processamento
}
int main() { auto f3 = bind( func4, 5 );
cout << f3( "b", 7, 2.1 ) << endl;
auto f2 = bind( f3, "b" ); auto f2_a = f3( "b" ); auto f2_b = f3( "b" ); auto f1 = f3( "b", 8 );
cout << f1( 1.1 ) << endl; cout << f2( 2, 1.1 ) << endl; cout << f2_a( 2, 1.1 ) << endl; cout << f2_b( 2, 1.1 ) << endl; }
Note que devemos declarar uma função auxiliar bind, embora poderia ser possível usar a sintaxe Bind{ func4, 1, "a" };
- invoke
- invoke_result
- is_same
Otimizador de Expressões
Um otimizador de expressões para Matrizes é um conjunto de classes e operadores que, dada uma expressão de matrizes envolvendo "+" e "" (por exemplo, AB + C) escolhe a ordem de execução com menor número de operações de soma e multiplicação (e que por isso deve ter a execução mais rápida). Por exemplo, (AB)C pode ser bem mais lento do que A(BC), embora o resultado seja idêntico (basta que A seja uma matriz-coluna, B uma matriz-linha e C uma matriz quadrada).
Nessa tarefa você deve construir um tipo template Matriz<L,C> para double e os respectivos operadores de multiplicação e adição de matrizes, bem como uma operação para aplicar uma função à uma matriz.
Exemplo de declarações válidas:
innt main() { Matriz<10,20> a; Matriz<20,3> b; auto c = a*b;
// aplicar uma função à uma matriz:
auto f = Apply( []( double x ){ return rand(); } );
c = f(c); /* Vai calcular c[i][j] = g( c[i][j] ); */ auto d = f(a) * b;
for( int i = 0; i < d.nLin(); i++ ) for( int j = 0; j < d.nCol(); j++ ) cout << d[i][j] << endl;
return 0;
}
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