(для программистов)

Бьярн Струструп выпустил статью под названием "Concept-Based Generic Programming in C++", о том, что такое концепты (нововведение в C++ последних лет) и как они помогают писать код с темплейтами еще лучше, чем раньше. Если в двух словах, концепты это способ формулировать требования к типам (например, "тип T обязан быть численным" или "обязан поддерживать операцию < и возвращать bool"), чтобы можно было эти требования включать в темплейты.

Струструп наглядно показывает на хорошо подобранных примерах, зачем это нужно и как помогает. После прочтения я уяснил для себя эту часть современного C++, которую раньше не понимал. Но вместе с тем кажется, что это только усиливает те тенденции в C++, которые мне не нравятся.

Кажется, что для Струструпа идеальное использование C++ выглядит так. Рядовой программист использует классы, функции итд., которые написали для него некие волшебники за кулисами. Для него все вылизано и сделано максимально простым: он объявляет переменные каких-то типов, делает с ними операции, которые удобно записываются как + или <<, и так далее. Если он что-то написал неправильно, то в 90% случаев это даже не скомпилируется, а если скомпилируется, то кинет исключение, но ему для этого ничего не нужно особенно делать. При этом волшебники за кулисами, чтобы все это сделать, написали тонны крайне нечитаемого и сложного кода, который делает головокружительную эквилибристику, жонглирует мета-программированием, использует всякие подспорные std::штуки и "двойные" ссылки и ключевое слово "requires", которые рядовой программист в обычной жизни вообще никогда не видит. Почему-то оба эти языка, тот, на котором пишет программист и волшебник за кулисами, называются C++.

С моей точки зрения это ужасно, с точки зрения Струструпа - красиво и правильно. Более того - неизбежно вытекает из твердых принципов, которые он повторяет в начале статьи (generality, uncompromised efficiency, statically type-safe interfaces - совместимость тут даже не упоминается, как само собой разумеющееся, видимо).

Например, он дает пример класса Span, который заключает в себе идею контейнера с прямым доступом по индексу, проверяющего, что индекс не выходит за пределы. Span можно инициализировать обычным массивом с размером, известным во время компиляции, или вектором с размером, доступным по size(), и он будет работать одинаково просто и удобно, и кидать исключение в случае слишком большого индекса. Если мы а) несогласны вносить проверку границ в сам язык (uncompromised efficiency), но при этом хотим дать к ней удобный доступ всем, кто хочет и не ограничиться одними массивами или векторами, а вообще для всего (generality), и при этом для разных видов Span автоматически компилировать разный код для доступа к реальным данным и проверки их длины (statically type-safe interfaces), то мы приходим к необходимости наворотить кучу сложной магии за кулисами, чтобы можно было написать:

double arr[10];
Span s(arr);
s[20] // throws

При этом Струструп отдельно с гордостью поясняет, что, казалось бы, надо писать Span<double> s(arr), потому что темплейт-классу Span необходимо знать тип элемента в контейнере, но пользуясь отдельным специальным магическим заворотом, можно сделать так, что эта информация выцепляется из arr статически. По-моему это только все ухудшает, потому что не понимаешь даже, что используешь темплейтный класс. По Струструпу, это правильно, мне и не нужно это понимать, мне надо пользоваться API, которые наваяли волшебники, и не отсвечивать.

Внутренности Span частично выглядят так:
template<class T>
class Span {
T* p;
unsigned n;
Span(std::ranges::continuous_range auto& s) : p{data(s)}, n{size(s)} {}
}

T.e. Span хранит указатель на начало данных, правильного типа, и их размер; но откуда он их берет? Для контейнера s он вызывает data(s) и size(s) - откуда они берутся?
data() и size() - темплейтные функции, которые по-разному написаны для массива и для вектора (итп.), сидят в std::range - то, что для них не указан std::range это еще один вид магии, так называемый ADL, крайне неприятный. А std::ranges::continuous_range это как раз и есть концепт, который говорит в своем определении, что тип обязан предоставить data() и size() - "предоставить" не как в ООП, не как методы в классе, а просто чтобы были, чтобы data(s) и size(s) компилировалось и давало правильный тип.

В общем, концепты - это мощный механизм для того, чтобы еще легче и круче было вносить в язык много фигни, которая происходит за кулисами, и которую рядовой программист по идее не должен даже замечать. Если вам интересно, почитайте, статья хорошо написана.

Отдельный интерес представляет седьмая глава, где Струструп рассказывает немного о том, как не только концепты, но и темплейты вообще появились в языке, как развивались и почему они выглядят так, а не иначе. Вот в этой цитате отчетливо ощущается раздражение дизайнера языка. Он говорит о том, что вообще хотел обойтись без ключевого слова "template":

I chose the < … > notation for type parameterization following some use in theory. Initially, I did not use the prefix template keyword: < … > was a suffix to the name they parameterized. However, people strongly insisted on having a prefix keyword to make templates stand out. That is typical, initially people ask for a LOUD syntax for novel constructs because they are seen as difficult or even dangerous. Later, the same people complain about verbosity.

Лиза Герцог, философ: "Нам надо бороться за право быть недоступными в нерабочее время".

Не знал, что у философов так остро стоит эта проблема! Сразу начал воображать разные варианты: в 9 вечера начальник звонит философу и объясняет: время не терпит, потому что [...]

С восхищением прочитал длинное стихотворение (или короткую поэму) А.К.Толстого "Дракон", о которой не знал, по наводке Михаила Кацнельсона - спасибо! Она написана дантевскими терцинами (строфами по три строки с перекрестной рифмовкой).

Очень наглядное стихотворение, встает перед глазами.

Вот, например, особо понравилось:

Объявшей нас, и слов не нахожу я
Сказать, какой нам холод сердце сжал,
Когда пришлось, бессильно негодуя,

Смотреть, как он немилосердно жрал
Товарищей и с ними, без разбора,
Тела коней издохших поглощал

Иль, вскинув пасть, стремительно и скоро
Хватал ворон крикливых на лету,
За трупы с ним не прерывавших спора.

Картину я когда припомню ту,
Набросить на нее хотел бы тень я,
Но в прежнем все стоит она свету!

В нас с ужасом мешалось омерзенье,
Когда над кровью скорчившийся змей,
Жуя тела, кривился в наслажденье;

И с чавканьем зубастых челюстей
В безветрии к нам ясно долетали
Доспехов звяк и хрупанье костей.

Или вот это, что процитировал Кацнельсон, тоже очень хорошее место:

Когда ж совсем исчез во мраке дол,
А ночь вверху лишь только наступала,
Свои он крылья по ветру развел,

И кожа их, треща, затрепетала,
Подобно как в руках у наших жен,
Раскрывшися, трепещут опахала,

Его хребет казался напряжен,
И, на когтях все подымаясь выше,
Пуститься в лет готовился дракон.

Меж тем кругом все становилось тише
И все темней. И вот он взвизгнул вдруг,
Летучие так взвизгивают мыши,

И сорвался. Нас охватил испуг,
Когда, носясь у нас над головами,
Он в сумерках чертил за кругом круг

И воздух бил угластыми крылами,
Не как орел в поднебесье паря,
Но вверх и вниз метаяся зубцами,

Неровный лет являл нетопыря.

На случай, если вас интересовал вопрос о том, что такое ничто. Из статьи "On Nothing" (Alex R. Brown, Alex Dahlen, 2011), это теоретическая физика:

"Nothing should be thought of as the limit of anti-de Sitter space in which the curvature length approaches zero."

Авторы полагают, что из ничего нельзя создать нечто:

"Armed with this, we ... show that the Hawking-Turok instanton does not mediate the quantum creation of a universe."

Это было из аннотации, но самая сильная фраза в статье, несомненно, в конце раздела 2.1. Режут правду-матку:

"The bubble of nothing is an insatiable wall of annihilation, advancing unremittingly, ever closer to the speed of light, and leaving nothing in its wake."

("— Боже небесный! — вскричал Валь Марланн, весь дрожа. — Разрушитель разрушает само пространство!
Ужасный, невероятный ответ на загадку Разрушителя сверкнул наконец в мятущемся разуме Гордона!
Он еще не понимал, никогда не поймет причин этого, но результат был налицо. Разрушитель был силой, которая уничтожала не материю, но пространство!")

От Аглаи Ашешовой в ФБ, интересные подробности о краже антикварных пушкинских изданий из библиотек Европы. Подробная статья об этом есть у BBC, но тут непосредственные впечатления библиотекарши, которая помогла поймать воров.

======================
Не скрою, приятно было, что вы отметили мои заслуги в деле поимки банды, кравшей редкие русские книги из европейских библиотек. Однако не будем преувеличивать. Позвольте уточнить, как было дело. [...]

Я работаю в Университетской библиотеке языков и цивилизаций (BULAC - Bibliothèque universitaire des langues et civilisations) хранителем русского фонда с 2017 года.

Когда летом 2023 года коллеги из Лиона написали нам, что у них украли редкие русские книги, мы ничего не знали о масштабе бедствия. Посмотрев список запрошенных в Лионе книг, я по старой памяти сотрудника Музея Пушкина на Мойке, 12 в Петербурге, сразу увидела что это список прижизненных изданий А.С. Пушкина, самых ценных и дорогостоящих в российской библиофилии.

Поэтому я составила список того, что у нас есть и отправила в дирекцию. Дирекция приняла меры, и когда злоумышленники пришли к нам в октябре, получилось, что мы их уже ждали. Наша библиотека была открыта в 2011 году в новом здании, и у нас соблюдается протокол безопасности. Поэтому, как описано в The Guardian, "посетители" были неприятно удивлены, что им не скрыться от взгляда библиотекаря в специальном читальном зале для консультации редких и ветхих книг. Моя коллега также предупредила дирекцию о посетителях, заказавших книги ровно по моему списку. Начальство предупредило полицию и получило международно используемый полицейский ответ: "Когда будут красть, тогда и звоните!"

Красть они решили той же ночью, пробив тройной стеклопакет и проникнув в читальный зал, ободравшись в кровь. Но поскольку протокол безопасности был соблюден, похитителям досталось несколько ветхих брошюр, не имеющих рыночной стоимости. Это стало началом большого международного полицейского расследования.

Придя на работу 10 октября 2023, я была встречена коллегами, которые весело подшучивали, что русские (тогда мы не знали, что грузины и их наемники) не могли дождаться утра, когда откроются двери, и полезли в окно, так жаждали быстрее прочесть Пушкина в подлиннике!
И здесь я торжественно заявляю, что только квалифицированная работа ВСЕХ МОИХ КОЛЛЕГ, причастных к этой истории, остановила похитителей. Я лишь составила список.

Только потом мы с коллегами поняли масштаб аферы, когда после коммюнике Интерпола журналисты разных стран заинтересовались этой историей. Шутка ли, только в Варшаве украли 79 прижизненных изданий Пушкина!

Я сомневалась, что книги были украдены под заказчика. Возможно первые, в Эстонии. А потом, видя легкость добычи, аппетит ворам пришел во время еды. Тем более, что начало этих краж восходит к НОЯБРЮ 2021 года. Мое допущение, что кражи связаны с войной, было неточным. Но разветвленность банд, их координация и умелость ставит много вопросов и призывает библиотекарей к бдительности.

Большую часть книг нашли в квартире в Тбилиси, но несколько экземпляров было продано через аукционный дом "Литфонд" в России. Если был заказчик, зачем же идти на публичные торги? А пока мы ждем суда в Париже. Признаюсь, сгораю от любопытства!

Пока же меня больше занимает организация 150-летия Русской общественной Тургеневской библиотеки в Париже La Bibliothèque Russe Tourguenev à Paris, которое пройдет как раз в стенах BULAC - Bibliothèque universitaire des langues et civilisations в виде книжной ярмарки BazarOff в самом начале декабря. Ольга Романова, знаю, Вы будете недалеко -- ждем!"

Интересно о технологическом прогрессе и внедрении изобретений, подробный рассказ о книге свежего экономического нобелиата Мокира. Цитирую одну часть, по ссылке намного больше:

"Самая неожиданная для меня тема — это сравнение средиземноморского региона периода 5 в до н.э. – 5 в. н.э. с западной Европой 5 в. н.э. – 11 в. н.э. Если верить Д. Мокиру, то за 500 лет «темных веков» в Европе в практическую жизнь было внедрено гораздо большее число заметно влияющих на производительность труда технических инноваций чем за 1000 лет «расцвета античной цивилизации». Именно внедрено, а не изобретено.

Водные колеса были известны как минимум с 3 в до н.э. они описаны в античной литературе, изображены на мозаиках и т.д., однако практически применялись во много раз реже, чем в период темного варварства. Вот прям на тех же самых реках местах и даже запрудах в античности колес нет, а в диком средневековье есть.

Целый набор важных сельхозорудий был известен, но не имел широкого практического распространения в античности, но вдруг стремительно распространяется в средневековье. Сбруя тягловых животных, фактически неизменная в течение тысячелетия вдруг стремительно совершенствуется варварами (почти все – заимствования, но они внедряются там, где раньше не внедрялись). Эти усовершенствования позволяли использовать мышечную силу животных с в разы большим КПД. Даже трехполье, широко распространяется после, а не во время античности в тех же самых регионах.

Среди затонувших кораблей или описаний античности мы находим единичные примеры сложных навигационных приборов, продвинутых элементов такелажа и других передовых технологий, которые широко не применялись. Некоторые исследователи считают, что и косой парус был в принципе известен античным мореходам, но массово плавали под прямыми. Такой вот консерватизм. Некоторые технологии кораблестроения в принципе деградировали между эпохой финикийцев и расцветом римской империи. И тут вдруг после крушения Рима всякие дикие фризы или викинги массово внедряют инновации в кораблестроении и мореходстве, многие из которых были визвестны античности, но не находили широкого применения.
И все это на фоне того, что в условно публичной сфере античность демонстрирует невероятный расцвет технической мысли: архитектура храмов, акведуки, канализация, мосты и дороги, акустика театров, ирригация, военные машины, до которых средневековая Европа не дойдет никогда (пушки появятся раньше, чем освоят технику подобной сложности) и так далее. Уровень античных технологий, обеспечивающих публичные коммунальные потребности будет достигнут Европой только в к 19 веку, однако на уровне применения технологий частными хозяйствами наблюдался почти полный застой.

При этом античность сильно превосходила средневековую Европу в понимании физических законов. Выдающиеся греческие мыслители писали трактаты о технике и законах природы, а в средневековье неизвестные «кулибины» просто и практично мастерили новое, теорией не заморачиваясь. Понимание физики Архимедом примерно соответствует европейскому 15-16 веку. Паровая турбина была не просто придумана, но физически работала уже в 1 в. до н.э. Средиземноморский рынок был развит, население многочисленно и богато, государства обеспечивали более-менее сносную институциональную среду, однако не то что промышленной революции, но даже массового внедрения хорошо известных технологий в самые примитивные хозяйственные процессы не происходило. Почему? – бог его знает. Несостоятельность примитивной идеи про тлетворное влияние рабовладения подробно разбирается в книге."

Подумал, что я знаю три примера песен по-русски, в которых есть неправильная грамматика. Я имею в виду в морфологическом смысле (падежи, склонения, спряжения, все такое), а не "неправильные" слова типа одеть/надеть.

1. Чайф, "Шаляй-валяй":

Я думал, у нас в запасе еще как минимум лет пять.
Я был просто уверен, что у нас хватит время
попить пиво и поболтать...

2. Иваси, "Кончается четверг":

Кончается четверг, и дождик мелок
И трудно разглядеть в промозглой мгле
Чего-то, что на небо улетело,
И то, чего осталось на Земле...

3. Алена Швец, "Две девочки":

Хочешь, я имя твоё набью?
А сверху еловые веточки.
Мир так жесток, если вдруг любовь
Чувствуют между две девочки...

А есть еще такие?

Матт Иглесиас в твиттере:

"Это сводит меня с ума — когда Джо Байден был президентом, идея соглашения о прекращении огня, которое вернуло бы заложников и оставило ХАМАС на месте, изображалась американскими еврейскими правыми как величайшее предательство еврейского народа в истории. Теперь Трамп делает это, и он гений.

Дело не только в том, что мы легко могли бы получить это соглашение в 2024 году, если бы у администрации Байдена была политическая поддержка справа для его реализации, мы ФАКТИЧЕСКИ ИМЕЛИ ЭТО СОГЛАШЕНИЕ в январе 2025 года, и Трамп с Нетаньяху намеренно его сорвали.

Куча заложников провела в плену дополнительные месяцы, масса палестинцев погибла, международная репутация Израиля рухнула, и не было достигнуто никаких стратегических целей, которые не были бы уже на месте в марте. Я рад, что Трамп передумал, но это последовательность событий бесит."

Редкий случай, когда я совсем не согласен с Иглесиасом.

Между соглашениями в январе и сейчас есть три огромные разницы:

1. Тогда не было согласия Хамаса сложить оружие, теперь оно (принципиальное) есть
2. Тогда освобождение заложников было постепенным и зависело от полного отхода из Газы, теперь все заложники уже на свободе
3. Тогда не было плана дальнейшего управления Газой, с поддержкой арабских стран, теперь он есть.

Вместе с тем есть и недостаток ситуации сейчас по сравнению с тогда: сейчас, мне кажется, намного тяжелее будет в случае надобности возобновить военные действия в Газе.

Для израильского правительства всю дорогу непременным условием окончания войны было разоружение Хамаса и его отход от власти. Вопрос в том, превратится ли принципиальное согласие Хамаса на это (13-й пункт из Двадцати Пунктов Трампа) в реальные действия. Пока что мы видим полное возвращение Хамаса к военной власти на оставленных нашей армией территориях, а подробности дальнейшего развития обсуждаются на дополнительных переговорах.

Я пытаюсь сказать следующее: если через месяц или два или три окажется, что в Газе ничего не изменилось в сравнении с сегодняшним днем, Хамас отказывается уйти от власти, затягивая переговоры по каким-то надуманным причинам или срывая их по другим надуманным причинам, а мы с этим ничего не делаем, потому что а) участие арабских стран это просто красивые слова б) на то, чтобы снова атаковать Хамас в Газе, нет ни внутреннего согласия (заложников больше нет), ни разрешения его величества Трампа (не смейте портить мое соглашение) --
тогда действительно Иглесиас будет прав, и мы ничего не добились по сравнению с соглашением начала 2025, и всем от этого затягивания было только хуже, кроме Нетаниягу.

Но у меня абсолютно нет никакой уверенности, что это то, что будет. Это всего лишь худший вариант, у которого есть немалая вероятность. Вполне может быть, что все пойдет более или менее по плану соглашения. Хорошо, если будет так.

Пять лет назад, после смерти замечательного математика и автора игры "Жизнь" Джона Конвея (напомню, что он умер от коронавируса в апреле 2020), математик Алекс Конторович написал в твиттере цепочку сообщений с воспоминаниями о нем:

=========
Моё знакомство с "настоящей" математикой началось на первом курсе, когда я изучал линейную алгебру у Конвея. У нас есть сотня историй о Конвее только из этого одного курса.

Как изучать векторные пространства? Вычислить размерность пространства магических квадратов 3x3!

Почему жорданова нормальная форма полезна? Чтобы вычислять асимптотические темпы роста последовательности Аудиоактивного распада!

Он объяснял одновременную диагонализацию следующим образом: принёс проволочную вешалку, монетку и зонтик. Вытянул вешалку в форму ромба и, держа её на пальце, сбалансировал монетку на кончике вешалки. Затем он начал её вращать (без клея, монетка держалась сама). "Диагонализовав" первую операцию, он перешёл к балансированию зонтика на подбородке! Какой же он был шоумен! Невозможно забыть теорему, если она представлена таким образом.
========

Первый пример, размерность пространства магических квадратов 3x3 - забавное упражнение для изучающих линейную алгебру. Я не смог сделать это в уме, но на бумаге довольно легко.

Второй пример - пришлось подсмотреть, о чем речь. Я читал об этом когда-то, но подробности забыл.

"Последовательность аудиоактивного распада", это другое название смешной последовательности "посмотри-и-скажи", которую изучал Конвей: 1, 11, 21, 1211, 111221, 312211... каждое новое число получается от того, что мы "читаем вслух" предыдущее. Например, 21 это "одна двойка, одна единица", т.е. 1211, а это в свою очередь "одна единица, одна двойка, две единицы", т.е. 111221, и так далее.

С помощью линейной алгебры можно показать, что длина числа увеличивается примерно на 30% - в пределе в точности на 1.304...., число, которое назвали постоянной Конвея. Любую строку цифр можно разбить на "атомы", которые развиваются по правилу посмотри-и-скажи независимо друг от друга; всего атомов оказалось 92, поэтому по аналогии с химическими элементами и радиоактивным распадом Конвей назвал этот процесс "аудиоактивным распадом". Длина следующего числа зависит только от того, сколько атомов каждого вида есть в предыдущем, а правила, какие атомы превращаются в какие, можно записать в виде матрицы, и оказывается, что постоянная Конвея как раз наибольшее собственное значение этой матрицы.

"Жорданова нормальная форма" тут, если я верно понял, чуть-чуть притянута за уши, в том смысле, что она нужна лишь для того, чтобы прочитать наибольшее собственное значение; но его и так нужно знать, чтобы эту форму построить.

А третий пример, про вешалку, монетку, и зонтик, я не понял, честно говоря.