簡単なPythonのC++コード生成ツール #2

code-generationの利用

Pythonパッケージcode-generationについて解説しています。前記事は以下です。

前回の記事では具体的な用途を書けていませんでした。
このツールの利点は、あるルールに従ってコードを多数生成できることだと思います。例えば、以下のケースでは役立つことがありそうです。

• テストコード作成
• 実行時のコード生成
• ランダムなコード生成

テストコード生成

実装が一部異なる関数は簡単に作成できるため、テストケースを水増しできます。

from code_generation import code_generator
from code_generation.cpp_function import CppFunction

cpp = code_generator.CppFile("example.cpp")

# テスト対象に与える引数、戻り値の解
factorial_arguments, factorial_answers = \
  ["-5", "-1", "2", "3", "8"], ["1", "1", "2", "6", "40320"]

for arg, ans in zip(factorial_arguments, factorial_answers):
  def testBody(self, cpp):
    cpp("EXPECT_EQ(" + ans + ", Factorial(" + arg + "));")
  
  factorial_function = CppFunction(name="Test",
                                   ret_type="",
                                   implementation_handle=testBody)
  factorial_function.add_argument("IntegerFunctionTest, Factorial")
  factorial_function.render_to_string(cpp)
  cpp.newline()

↓

 Test(IntegerFunctionTest, Factorial)
{
	EXPECT_EQ(1, Factorial(-5));
}

 Test(IntegerFunctionTest, Factorial)
{
	EXPECT_EQ(1, Factorial(-1));
}

 Test(IntegerFunctionTest, Factorial)
{
	EXPECT_EQ(2, Factorial(2));
}

 Test(IntegerFunctionTest, Factorial)
{
	EXPECT_EQ(6, Factorial(3));
}

 Test(IntegerFunctionTest, Factorial)
{
	EXPECT_EQ(40320, Factorial(8));
}

実行時のコード生成

用途は特に限られると思いますが、実行時にコードが作られるのを利点と考えることもできます。

from code_generation import code_generator
import datetime

cpp = code_generator.CppFile("example.cpp")

JST = datetime.timezone(datetime.timedelta(hours=9), "JST")
now = datetime.datetime.now(JST)

cpp("// Generated at " + now.strftime('%Y/%m/%d %H:%M:%S'))

↓

// Generated at 2024/06/29 00:01:00

ランダムなコード生成

規則的またはランダムなコードを作りたい時には、簡単に作成できます。

from code_generation import code_generator
from code_generation.cpp_function import CppFunction
import random

# 10個ファイルを作成
for i in range(10):
  cpp = code_generator.CppFile("code_"+str(i)+".cpp")

  def funcBody(self, cpp):
    cpp("double tmp = 0;")
    with cpp.block("for(int i=0; i<n; ++i)", ""):
      for _loop in range(random.choice(range(1,5))):
        # この処理は1~5回繰り返す、演算は"*/+-"からランダムに選ぶ
        cpp("tmp += a[i] " + random.choice("*/+-") + " b[i];")
      cpp("c[i] = tmp;")
  
  factorial_function = CppFunction(name="f",
                                   ret_type="void",
                                   implementation_handle=funcBody)
  factorial_function.add_argument("const double* a, const double* b, double* c, int n")
  factorial_function.render_to_string(cpp)

↓（以下のようなコードが10個生成される）

void f(const double* a, const double* b, double* c, int n)
{
    double tmp = 0;
	for(int i=0; i<n; ++i)
	{
		tmp += a[i] - b[i];
		tmp += a[i] * b[i];
		tmp += a[i] + b[i];
		tmp += a[i] - b[i];
		c[i] = tmp;
	}
}