簡単なPythonのC++コード生成ツール #1

code-generation

最近は生成AIでコード生成も簡単にできますが、特定のルールで多数の類似コードを作りたい時など、一般的なツールを使ったほうが良いこともあります。

code-generationはPythonのモジュールでC++コードを簡単に作ることができるので試してみました。

インストール

$ pip install code-generation

ファイルの作成

example.cppというファイルを作成

from code_generation import code_generator
cpp = code_generator.CppFile('example.cpp')

定数

CppFileは文字列型を受け取り、そのまま書き込むことができます。

cpp('int n = 0;')

↓（作成されたコード）

int n = 0;

for文

blockとwith文で書きます。with文の処理は中括弧の中に入ります。

with cpp.block('for(int i=0; i<n; ++i)',''):
    cpp('sum += i;')

↓

for(int i=0; i<n; ++i)
{
  sum += i;
}

while文

for文と同様にblockとwith文で書くことができます。

with cpp.block('while(i<n)',''):
    cpp('i++;')

↓

while(i<n)
{
  i++;
}

関数

CppFunctionを使うことで関数を定義することができます。
ret_typeは戻り値の型、is_constexprはconstexpr関数かどうかを表します。また、documentationは関数についてのコメントを記載します。
また、関数内の処理は別に定義しておき、implementation_handleに入れます。ここではfunctionBodyとしています。
関数の引数は、add_argumentで指定します。
最後にrender_to_stringでファイルに書き込みます。

from code_generation import code_generator
from code_generation.cpp_function import CppFunction

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

def functionBody(self, cpp):
    cpp('return n < 1 ? 1 : (n * factorial(n-1));')

factorial_function = CppFunction(name='factorial',
                                 ret_type='int',
                                 is_constexpr=True,
                                 implementation_handle=functionBody,
                                 documentation='/// calculates and returns the factorial of \p n.')

factorial_function.add_argument('int n')
factorial_function.render_to_string(cpp)

↓

/// calculates and returns the factorial of \p n.
constexpr int factorial(int n)
{
  return n < 1 ? 1 : (n * factorial(n-1));
}

配列

配列はCppArrayを使って書くこともできます。
nameは変数名、typeは型、array_sizeは初期値のサイズです。
その他にもis_static,is_constなどを指定できます。
要素はitemsによってstr型のリストで指定します。
最後にrender_to_stringでファイルに書き込みます。

from code_generation import code_generator
from code_generation.cpp_array import CppArray

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

cpp_array = CppArray(name='arr',
                     type='int',
                     is_static=False,
                     is_const=False,
                     is_class_member=False,
                     array_size=3)
cpp_array.items = ['1', '2', '3']
cpp_array.render_to_string(cpp)

↓

int arr[3] = {1, 2, 3};

クラス、構造体

クラスや構造体もwith文を使うことで書くことができます。
with文ではcpp.blockの第二引数に指定した文字列が、中括弧の終わりに付きます。
先程は空文字でしたが、クラスでは;にしておきます。

with cpp.block('class A', ';'):
    cpp.label('public')
    cpp('int member1;')
    cpp('double member2;')

↓

class A
{
public:
  int member1;
  double member2;
};

code_generationでは、以上のようにPythonでC++コードを作成できます。
Pythonでループ処理を掛けるなど、動的に類似コードを生成することもできるので、色々と使い道があると思います。