Novedades de C++17

Después de tres años de trabajo, C++17 ha sido finalmente estandarizado. Esta nueva versión de C++ incorpora y elimina elementos del lenguaje, con el fin de ponerlo al día y convertirlo en un lenguaje moderno y eficaz. El comité ISO de C++ se ha tomado muy en serio su labor, C++11 supuso este cambio de mentalidad, que se ha mantenido en C++14 y ahora en C++17, la última versión de C++.

Repasemos las noveades que incorpora C++17 respecto a C++14

if-init

Ahora podemos incluir una sentencia de inicialización antes de la condición en sentencias if y switch. Esto es particularmente útil si queremos operar con un objeto y desconocemos su validez.

// ANTES
Device dev = get_device();
if(dev.isOk()){
    dev.hacerCosas();
}

// AHORA
if(Device dev = get_device(); dev.isOk()){
    dev.hacerCosas();
}

Declaraciones de descomposición

Azúcar sintántico que permite mejorar la legibiliad en ciertas situaciones. Por ejemplo, en el caso de las tuplas, su uso se vuelve trivial.

// FUNCIÓN QUE DEVUELVE TUPLA
std::tuple<int, std::string> funcion();

// C++14
auto tup = funcion();
int i = std::get<0>(tup);
std::string s = std::get<1>(tup);

// C++17
auto [i,s] = funcion();

Esto funciona para multitud de estructuras de datos, como estructuras, arrays, std::array, std::map,…

std::map m = ...;
for(auto && [key, value] : m){

}

Deduction Guides

Ahora es menos necesario que nunca indicar los tipos en ciertas expresiones. Por ejemplo, al crear pares y tuplas:

// ANTES
auto p = std::pair<int,std::string>(42,"Adrianistan");

// AHORA
auto p = std::pair(42,"Adrianistan");

Esto por supuesto también sirve para estructuras y otras construcciones:

template<typename T>
struct Thingy
{
  T t;
};

// Observa
Thingy(const char *) -> Thingy<std::string>;

Thingy thing{"A String"}; // thing.t es de tipo std::string

template auto

// ANTES
template <typename T, T v>
struct integral_constant
{
   static constexpr T value = v;
};
integral_constant<int, 2048>::value
integral_constant<char, 'a'>::value

// AHORA
template <auto v>
struct integral_constant
{
   static constexpr auto value = v;
};
integral_constant<2048>::value
integral_constant<'a'>::value

Fold expressions

Imagina que quieres hacer una función suma, que admita un número ilimitado de parámetros. En C++17 no se necesita apenas código.

template <typename... Args>
auto sum(Args&&... args) {
   return (args + ... + 0);
}

Namespaces anidados

Bastante autoexplicativo

// ANTES

namespace A{
    namespace B {
        bool check();
    }
}

// AHORA

namespace A::B {
    bool check();
}

Algunos [[atributos]] nuevos

[[maybe_unused]]

Se usa para suprimir la advertencia del compilador de que no estamos usando una determinada variable.

int x = 5;
[[maybe_unused]] bool azar = true;
x = x + 10

[[fallthrough]]

Permite usar los switch en cascada sin advertencias del compilador.

switch (device.status())
{
case sleep:
   device.wake();
   [[fallthrough]];
case ready:
   device.run();
   break;
case bad:
   handle_error();
   break;
}

Variables inline

Ahora es posible definir variables en múltiples sitios con el mismo nombre y que compartan una misma instancia. Es recomendable definirlas en un fichero de cabecera para luego reutilizarlas en ficheros fuente.

// ANTES
// en una cabecera para que la usasen los demás
extern int x;

// solo en un fichero fuente, para inicializarla
int x = 42;
// AHORA

// en la cabecera
inline int x = 42;

if constexpr

Ahora es posible introducir condicionales en tiempo de compilación (similar a las macros #IFDEF pero mejor hecho). Estas expresiones con constexpr, lo que quiere decir que son código C++ que se evalúa en tiempo de compilación, no de ejecución.

template<class T>
void f (T x)
{
    if  constexpr(std:: is_integral <T>::value)  {
        implA(x);
    }
    else  if  constexpr(std:: floating_point <T>::value)  {
        implB(x);
    }
    else
    {
        implC(x);
    }
}

std::optional

Tomado de la programación funcional, se incorpora el tipo optional, que representa un valor que puede existir o no. Este tipo ya existe en Rust bajo el nombre de Option y en Haskell como Maybe.

std::optional opt = f();
if(opt)
    g(*opt);

// otra opción de uso si queremos proveer de un reemplazo
std::optional opt = f();
std::cout << opt.value_or(0) << std::endl;

std::variant

Descritas como las unions pero bien hechas. Pueden contener variables de los tipos que nosotros indiquemos.

std::variant<int, double, std::vector> precio; // precio puede ser un int, un double o un std::vector

// comprobar si el valor en un variant es de un determinado tipo
if(std::holds_alternative<double>(precio))
    double x = std::get<double>(precio);

std::any

Si con std::variant restringimos los posibles tipos de la variable a los indicados, con std::any admitimos cualquier cosa.

std::any v = ...;
if (v.type() == typeid(int)) {
   int i = any_cast<int>(v);
}

std::filesystem

Se añade a la librería estándar este namespace con el tipo path y métodos para iterar y operar con directorios. Dile adiós a las funciones POSIX o Win32 equivalentes.

#include <filesystem>
#include <iostream>
namespace fs = std::filesystem;

void main(){
  fs::path dir = "/";
  dir /= "sandbox";
  fs::path p = dir / "foobar.txt";
  std::cout << p.filename() << "\n";
  fs::copy(dir, "/copy", fs::copy_options::recursive);
}

Algoritmos en paralelo

Muchos de los algoritmos de STL ahora pueden ejecutarse en paralelo bajo demanda. Con std::execution::par indicamos que queremos que el algoritmo se ejecute en paralelo.

std::sort(std::execution::par, first, last);

¿Qué novedades se esperan en C++20?

Ya hemos visto lo que trae C++17. Ahora veremos que se espera que traiga C++20 en 2020.

  • Módulos. Reemplazar el sistema de includes
  • Corrutinas. Mejorar la programación asíncrona
  • Contratos. Mejorar la calidad del código
  • Conceptos. Mejorar la programación genérica
  • Redes. Estandarizar la parte de red en C++ tal y como se ha hecho con std::filesystem
  • Rangos. Nuevos contenedores

Referencias:

 

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Tutorial de Rocket, echa a volar tus webapps con Rust

Previamente ya hemos hablado de Iron como un web framework para Rust. Sin embargo desde que escribí ese post ha surgido otra librería que ha ganado mucha popularidad en poco tiempo. Se trata de Rocket. Un web framework que propone usar el rendimiento que ofrece Rust sin sacrificar la facilidad de uso de otros lenguajes.

Rocket lleva las pilas cargadas

A diferencia de Iron, Rocket incluye bastantes prestaciones por defecto con soporte para:

  • Plantillas
  • Cookies
  • Formularios
  • JSON
  • Soporte para rutas dinámicas

Un “Hola Mundo”

Rocket necesita una versión nightly del compilador de Rust. Una vez lo tengas creamos una aplicación con Cargo.

cargo new --bin rocket_app

Ahora modificamos el fichero Cargo.toml generado en la carpeta rocket_app para añadir las siguientes dependencias:

rocket = "0.2.4"
rocket_codegen = "0.2.4"
rocket_contrib = "*"

Editamos el archivo src/main.rs para que se parezca algo a esto:

#![feature(plugin)]
#![plugin(rocket_codegen)]

extern crate rocket;

#[get("/")]
fn index() -> &'static str {
    "El cohete ha despegado"
}

fn main() {
    rocket::ignite().mount("/",routes![index]).launch();
}

Con esto iniciamos Rocket y dejamos a la función index que gestione las peticiones GET encaminadas a /. El servidor devolverá El cohete ha despegado.

Ahora si ejecutamos cargo run veremos algo similar a esto:

Vemos que el servidor ya está escuchando en el puerto 8000 y está usando todos los cores (en mi caso 4) del ordenador.

Configurar Rocket

Rocket dispone de varias configuraciones predeterminadas que afectan a su funcionamiento. Para alternar entre las configuraciones debemos usar variables de entorno y para modificar las configuraciones en sí debemos usar un fichero llamado Rocket.toml.

Las configuraciones por defecto son: dev (development), stage (staging) y prod (production). Si no indicamos nada, Rocket se inicia con la configuración dev. Para arrancar con la configuración de producción modificamos el valor de ROCKET_ENV.

ROCKET_ENV=prod cargo run --release

Sería el comando para arrancar Rocket en modo producción. En el archivo Rocket.toml se puede modificar cada configuración, estableciendo el puerto, el número de workers y parámetros extra pero no vamos a entrar en ello.

Rutas dinámicas

Rocket soporta rutas dinámicas. Por ejemplo, si hacemos GET  /pelicula/Intocable podemos definir que la parte del nombre de la película sea un parámetro. Esto hará que la función encargada de /pelicula/Intocable y de /pelicula/Ratatouille sea la misma.

#![feature(plugin)]
#![plugin(rocket_codegen)]

extern crate rocket;

#[get("/pelicula/<pelicula>")]
fn pelicula(pelicula: &str) -> String {
    format!("Veo que te gusta {}, a mi también!",pelicula)
}

#[get("/")]
fn index() -> &'static str {
    "El cohete ha despegado"
}

fn main() {
    rocket::ignite().mount("/",routes![index,pelicula]).launch();
}

Los argumentos de la función son los parámetros de la petición GET. ¿Qué pasa si no concuerda el tipo de la función con lo que se pasa por HTTP? Nada. Sencillamente Rocket ignora esa petición, busca otra ruta (puede haber sobrecarga de rutas) y si encuentra otra que si satisfaga los parámetros será esa la escogida. Para especificar el orden en el que se hace la sobrecarga de rutas puede usarse rank. En caso de no encontrarse nada, se devuelve un error 404.

POST, subir JSON y formularios

Rocket se integra con Serde para lograr una serialización/deserialización con JSON inocua. Si añadimos las dependencias serde, serde_json y serde_derive al fichero Cargo.toml podemos tener un método que acepete una petición POST solo para mensajes del tipo application/json con deserialización incorporada.

#![feature(plugin)]
#![plugin(rocket_codegen)]

#[macro_use] extern crate rocket_contrib;
#[macro_use] extern crate serde_derive;
extern crate serde_json;
extern crate rocket;

use rocket_contrib::{JSON, Value};

#[derive(Serialize,Deserialize)]
struct User{
    name: String,
    email: String
}

#[post("/upload", format="application/json", data="<user>")]
fn upload_user(user: JSON<User>) -> JSON<Value> {
    JSON(json!({
        "status" : 200,
        "message" : format!("Usuario {} registrado con éxito",user.email)
    }))
}

fn main() {
    rocket::ignite().mount("/",routes![upload_user]).launch();
}

Si el JSON no se ajusta a la estructura User simplemente se descarta devolviendo un error 400.

Lo mismo que es posible hacer con JSON puede hacerse con formularios usando el trait FromForm.


#![feature(plugin,custom_derive)]
#![plugin(rocket_codegen)]

#[macro_use] extern crate rocket_contrib;
#[macro_use] extern crate serde_derive;
extern crate serde_json;
extern crate rocket;

use rocket_contrib::{JSON, Value};
use rocket::request::{FromForm, Form};

#[derive(FromForm)]
struct User{
    name: String,
    email: String
}

#[post("/upload", data="<user>")]
fn upload_user(user: Form<User>) -> String {
    format!("Hola {}",user.get().name)
}

fn main() {
    rocket::ignite().mount("/",routes![upload_user]).launch();
}

Errores

En Rocket, como es lógico, es posible crear páginas personalizadas para cada error.

#![feature(plugin,custom_derive)]
#![plugin(rocket_codegen)]

#[get("/")]
fn index() -> &'static str {
    "El cohete ha despegado"
}

#[error(404)]
fn not_found() -> &'static str {
    "La página no ha podido ser encontrada"
}

fn main() {
    rocket::ignite().mount("/",routes![index]).catch(errors![not_found]).launch();
}

La lista de métodos que manejan errores hay que pasarla en el método catch de rocket::ignite

Respuestas

Rocket nos permite devolver cualquier cosa que implemente el trait Responder. Algunos tipos ya lo llevan como String, File, JSON, Option y Result. Pero nada nos impide que nuestros propios tipos implementen Responder. Con Responder tenemos el contenido y el código de error (que en la mayoría de casos será 200). En el caso de Result es muy interesante, pues si Err contiene algo que implementa Responder, se devolverá la salida que implemente también, pudiendo así hacer mejores respuestas de error, mientras que si no lo hacen se llamará al método que implemente el error 500 de forma genérica. Con Option, si el valor es Some se devolverá el contenido, si es None se generará un error 404.

#![feature(plugin,custom_derive)]
#![plugin(rocket_codegen)]

#[macro_use] extern crate rocket_contrib;
extern crate rocket;

use rocket::response::{self, Responder, Response};
use std::io::Cursor;
use rocket::http::ContentType;

struct Pelicula{
    nombre: &'static str,
    pais: &'static str
}

impl<'r> Responder<'r> for Pelicula{
    fn respond(self) -> response::Result<'r> {
        Response::build()
        .sized_body(Cursor::new(format!("La película {} se hizo en {}",self.nombre,self.pais)))
        .header(ContentType::new("text","plain"))
        .ok()
    }
}

#[get("/pelicula/<pelicula>")]
fn pelicula(pelicula: &str) -> Result<Pelicula,String> {
    let intocable = Pelicula{
        nombre: "Intocable",
        pais: "Francia"
    };
    let madMax = Pelicula{
        nombre: "Mad Max",
        pais: "Estados Unidos"
    };
    match pelicula {
        "Intocable" => Ok(intocable),
        "Mad Max" => Ok(madMax),
        _ => Err(format!("No existe esa película en nuestra base de datos"))
    }
}

#[get("/")]
fn index() -> Result<String,String> {
    Err(format!("No implementado"))
}

#[error(404)]
fn not_found() -> &'static str {
    "La página no ha podido ser encontrada"
}

fn main() {
    rocket::ignite().mount("/",routes![index,pelicula]).catch(errors![not_found]).launch();
}

Este ejemplo para /pelicula/Intocable devolverá: La película Intocable se hizo en Francia mientras que para /pelicula/Ratatouille dirá No existe esa película en nuestra base de datos.

También es posible devolver plantillas. Rocket se integra por defecto con Handlebars y Tera, aunque no es muy costoso añadir cualquier otra como Maud.

Conclusión

Rocket es un prometedor web framework para Rust, bastante idiomático, que se integra muy bien con el lenguaje. Espero con ansia las nuevas veriones. Es posible que la API cambie bastante hasta que salga la versión 1.0, no obstante así es como ahora mismo funciona.