libs/hana/example/cppcon_2014/matrix/matrix.hpp

   1 // Copyright Louis Dionne 2013-2017
   2 // Distributed under the Boost Software License, Version 1.0.
   3 // (See accompanying file LICENSE.md or copy at http://boost.org/LICENSE_1_0.txt)
   4
   5 #ifndef BOOST_HANA_EXAMPLE_CPPCON_2014_MATRIX_MATRIX_HPP
   6 #define BOOST_HANA_EXAMPLE_CPPCON_2014_MATRIX_MATRIX_HPP
   7
   8 #include <boost/hana/all_of.hpp>
   9 #include <boost/hana/assert.hpp>
  10 #include <boost/hana/at.hpp>
  11 #include <boost/hana/drop_front.hpp>
  12 #include <boost/hana/front.hpp>
  13 #include <boost/hana/functional/on.hpp>
  14 #include <boost/hana/functional/partial.hpp>
  15 #include <boost/hana/fuse.hpp>
  16 #include <boost/hana/length.hpp>
  17 #include <boost/hana/mult.hpp>
  18 #include <boost/hana/sum.hpp>
  19 #include <boost/hana/tuple.hpp>
  20 #include <boost/hana/unpack.hpp>
  21 #include <boost/hana/value.hpp>
  22 #include <boost/hana/zip.hpp>
  23 #include <boost/hana/zip_with.hpp>
  24
  25 #include <utility>
  26
  27
  28 namespace cppcon {
  29     template <unsigned Rows, unsigned Columns>
  30     struct Matrix { };
  31
  32     template <unsigned Rows, unsigned Columns, typename Storage>
  33     struct matrix_type {
  34         using hana_tag = Matrix<Rows, Columns>;
  35
  36         Storage rows_;
  37         constexpr auto ncolumns() const
  38         { return boost::hana::length(boost::hana::front(rows_)); }
  39
  40         constexpr auto nrows() const
  41         { return boost::hana::length(rows_); }
  42
  43         constexpr auto size() const
  44         { return nrows() * ncolumns(); }
  45
  46         template <typename I, typename J>
  47         constexpr decltype(auto) at(I i, J j) const
  48         { return boost::hana::at(boost::hana::at(rows_, i), j); }
  49     };
  50
  51     auto row = boost::hana::make_tuple;
  52
  53     auto matrix = [](auto&& ...rows) -> decltype(auto) {
  54         namespace hana = boost::hana;
  55         auto storage = hana::make_tuple(std::forward<decltype(rows)>(rows)...);
  56         auto ncolumns = hana::length(hana::front(storage));
  57         BOOST_HANA_CONSTANT_CHECK(
  58             hana::all_of(hana::drop_front(storage), [&](auto const& row) {
  59                 return hana::length(row) == ncolumns;
  60             })
  61         );
  62
  63         return matrix_type<
  64             sizeof...(rows), hana::value(ncolumns), decltype(storage)
  65         >{std::move(storage)};
  66     };
  67
  68     auto vector = boost::hana::on(matrix, row);
  69
  70
  71     // More operations
  72     auto rows = [](auto&& m) -> decltype(auto) {
  73         return std::forward<decltype(m)>(m).rows_;
  74     };
  75
  76     auto transpose = [](auto&& m) -> decltype(auto) {
  77         return boost::hana::unpack(
  78             boost::hana::fuse(boost::hana::zip)(rows(std::forward<decltype(m)>(m))),
  79             matrix
  80         );
  81     };
  82
  83     auto columns = [](auto&& m) -> decltype(auto) {
  84         return rows(transpose(std::forward<decltype(m)>(m)));
  85     };
  86
  87     auto element_wise = [](auto&& f) -> decltype(auto) {
  88         namespace hana = boost::hana;
  89         return [f(std::forward<decltype(f)>(f))](auto&& ...m) -> decltype(auto) {
  90             return hana::unpack(
  91                 hana::zip_with(hana::partial(hana::zip_with, f),
  92                     rows(std::forward<decltype(m)>(m))...
  93                 ),
  94                 matrix
  95             );
  96         };
  97     };
  98
  99     namespace detail {
 100         auto tuple_scalar_product = [](auto&& u, auto&& v) -> decltype(auto) {
 101             namespace hana = boost::hana;
 102             return hana::sum<>(hana::zip_with(hana::mult,
 103                 std::forward<decltype(u)>(u),
 104                 std::forward<decltype(v)>(v)
 105             ));
 106         };
 107     }
 108 } // end namespace cppcon
 109
 110 #endif // !BOOST_HANA_EXAMPLE_CPPCON_2014_MATRIX_MATRIX_HPP