Ngày 27 — Monadic operation và error pipeline với std::expected

1. Vấn đề nó giải quyết

Nhiều bước có thể lỗi thường cần kiểm tra lặp và return sớm. Monadic operation C++23 nối chúng, giữ lỗi đầu tiên và bỏ các bước thành công phía sau.

2. Kiến thức cần có

Ngày 25: từ vựng monadic của optional.
Ngày 26: nhánh thành công và lỗi trong expected.

3. Ý tưởng cốt lõi

Hãy hình dung bộ chuyển đường ray. and_then đi tiếp trên ray thành công, transform đổi giá trị mang theo, còn or_else xem hoặc thay ray lỗi. Hãy xác định giá trị đang được biến đổi rồi kiểm tra kiểu, lifetime hoặc quyền sở hữu kết quả. Bật C++23 chưa chắc thư viện đã triển khai đủ, vì vậy cần kiểm tra feature-test macro liên quan.

4. Cú pháp tối thiểu

read().and_then(parse).transform(normalize).or_else(report);

5. Cách nó hoạt động

Ví dụ tạo biểu thức hoặc đối tượng nhỏ nhất cho Monadic operation và error pipeline với std::expected.
Chương trình nối hai bước số nguyên có thể lỗi khi thư viện hỗ trợ monadic expected.
Cuối cùng, nó in hoặc kiểm tra giá trị biến đổi cuối hoặc thông báo hỗ trợ thư viện trung thực để dễ đối chiếu.

6. Lỗi thường gặp

Kiểu lỗi không khớp làm pipeline không ghép được, và dùng transform cho hàm đã trả expected tạo expected lồng không mong muốn.
Không kiểm tra feature-test macro có thể chọn nhánh mã thư viện hiện tại chưa hỗ trợ.

7. Khi nào nên dùng

Nên dùng khi pipeline validation hoặc chuyển đổi tuyến tính có mô hình lỗi thống nhất.
Tránh dùng khi logic nghiệp vụ có phục hồi phân nhánh, rõ hơn khi viết câu lệnh tường minh.

8. Ví dụ đơn giản

Pipeline yêu cầu decode số, kiểm tra rồi đổi thành chuỗi hiển thị trong khi giữ thông báo lỗi đầu tiên. Chương trình dùng dữ liệu cố định để output dễ kiểm tra.

Mã mẫu hoàn chỉnh

Tệp mã nguồn

cpp23/27_expected_monadic_pipelines/main.cpp

C++

#include <expected>
#include <iostream>
#include <string>
#include <version>

std::expected<int, std::string> begin_value() {
    return 3;
}

std::expected<int, std::string> double_positive(int value) {
    if (value <= 0)
        return std::unexpected(std::string{"not positive"});
    return value * 2;
}

int main() {
#if defined(__cpp_lib_expected) && __cpp_lib_expected >= 202211L
    auto result = begin_value()
        .and_then(double_positive)
        .transform([](int value) { return value + 1; })
        .or_else([](const std::string& error)
                     -> std::expected<int, std::string> {
            return std::unexpected(error);
        });
    std::cout << *result << '\n';
#else
    std::cout << "expected monadic operations unavailable\n";
#endif
}

9. Điều cần nhớ

Tách quy tắc chuẩn khỏi mức hỗ trợ thực tế.
Làm rõ lifetime, ownership và kiểu suy luận.
Ưu tiên cú pháp ngắn, đúng ý định.
Guard tính năng chưa được hỗ trợ đồng đều.

10. Câu hỏi tự kiểm tra

Dễ — Cú pháp ngắn nhất ở Phần 4 là gì và nhiệm vụ chính của nó là gì?
Trung bình — Đọc chương trình mẫu: giá trị, kiểu hoặc nhánh nào được quan sát, và vì sao?
Khó — Vì sao transform(f) tạo expected<expected<U, E>, E> khi f trả expected<U, E>, và thao tác nào tránh mức lồng đó?

Luyện thẻ của bài này

3. Ý tưởng cốt lõi

5. Cách nó hoạt động

Ví dụ tạo biểu thức hoặc đối tượng nhỏ nhất cho Monadic operation và error pipeline với std::expected.
Chương trình nối hai bước số nguyên có thể lỗi khi thư viện hỗ trợ monadic expected.
Cuối cùng, nó in hoặc kiểm tra giá trị biến đổi cuối hoặc thông báo hỗ trợ thư viện trung thực để dễ đối chiếu.

#include <expected> #include <iostream> #include <string> #include <version> std::expected<int, std::string> begin_value() { return 3; } std::expected<int, std::string> double_positive(int value) { if (value <= 0) return std::unexpected(std::string{"not positive"}); return value * 2; } int main() { #if defined(__cpp_lib_expected) && __cpp_lib_expected >= 202211L auto result = begin_value() .and_then(double_positive) .transform([](int value) { return value + 1; }) .or_else([](const std::string& error) -> std::expected<int, std::string> { return std::unexpected(error); }); std::cout << *result << '\n'; #else std::cout << "expected monadic operations unavailable\n"; #endif }

10. Câu hỏi tự kiểm tra

Dễ — Cú pháp ngắn nhất ở Phần 4 là gì và nhiệm vụ chính của nó là gì?
Trung bình — Đọc chương trình mẫu: giá trị, kiểu hoặc nhánh nào được quan sát, và vì sao?
Khó — Vì sao transform(f) tạo expected<expected<U, E>, E> khi f trả expected<U, E>, và thao tác nào tránh mức lồng đó?