liuxiaolong
2021-07-20 58d904a328c0d849769b483e901a0be9426b8209
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
// Copyright 2018 Hans Dembinski
//
// Distributed under the Boost Software License, Version 1.0.
// (See accompanying file LICENSE_1_0.txt
// or copy at http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt)
 
#ifndef BOOST_HISTOGRAM_AXIS_TRAITS_HPP
#define BOOST_HISTOGRAM_AXIS_TRAITS_HPP
 
#include <boost/histogram/axis/option.hpp>
#include <boost/histogram/detail/args_type.hpp>
#include <boost/histogram/detail/detect.hpp>
#include <boost/histogram/detail/priority.hpp>
#include <boost/histogram/detail/static_if.hpp>
#include <boost/histogram/detail/try_cast.hpp>
#include <boost/histogram/detail/type_name.hpp>
#include <boost/histogram/fwd.hpp>
#include <boost/mp11/algorithm.hpp>
#include <boost/mp11/list.hpp>
#include <boost/mp11/utility.hpp>
#include <boost/throw_exception.hpp>
#include <boost/variant2/variant.hpp>
#include <stdexcept>
#include <string>
#include <utility>
 
namespace boost {
namespace histogram {
namespace detail {
 
template <class Axis>
struct value_type_deducer {
  using type =
      std::remove_cv_t<std::remove_reference_t<detail::arg_type<decltype(&Axis::index)>>>;
};
 
template <class Axis>
auto traits_options(priority<2>) -> axis::option::bitset<Axis::options()>;
 
template <class Axis>
auto traits_options(priority<1>) -> decltype(&Axis::update, axis::option::growth_t{});
 
template <class Axis>
auto traits_options(priority<0>) -> axis::option::none_t;
 
template <class Axis>
auto traits_is_inclusive(priority<1>) -> std::integral_constant<bool, Axis::inclusive()>;
 
template <class Axis>
auto traits_is_inclusive(priority<0>)
    -> decltype(traits_options<Axis>(priority<2>{})
                    .test(axis::option::underflow | axis::option::overflow));
 
template <class Axis>
auto traits_is_ordered(priority<1>) -> std::integral_constant<bool, Axis::ordered()>;
 
template <class Axis, class ValueType = typename value_type_deducer<Axis>::type>
auto traits_is_ordered(priority<0>) -> typename std::is_arithmetic<ValueType>::type;
 
template <class I, class D, class A,
          class J = std::decay_t<arg_type<decltype(&A::value)>>>
decltype(auto) value_method_switch(I&& i, D&& d, const A& a, priority<1>) {
  return static_if<std::is_same<J, axis::index_type>>(std::forward<I>(i),
                                                      std::forward<D>(d), a);
}
 
template <class I, class D, class A>
double value_method_switch(I&&, D&&, const A&, priority<0>) {
  // comma trick to make all compilers happy; some would complain about
  // unreachable code after the throw, others about a missing return
  return BOOST_THROW_EXCEPTION(
             std::runtime_error(type_name<A>() + " has no value method")),
         double{};
}
 
struct variant_access {
  template <class T, class Variant>
  static auto get_if(Variant* v) noexcept {
    using T0 = mp11::mp_first<std::decay_t<Variant>>;
    return static_if<std::is_pointer<T0>>(
        [](auto* vptr) {
          using TP = mp11::mp_if<std::is_const<std::remove_pointer_t<T0>>, const T*, T*>;
          auto ptp = variant2::get_if<TP>(vptr);
          return ptp ? *ptp : nullptr;
        },
        [](auto* vptr) { return variant2::get_if<T>(vptr); }, &(v->impl));
  }
 
  template <class T0, class Visitor, class Variant>
  static decltype(auto) visit_impl(mp11::mp_identity<T0>, Visitor&& vis, Variant&& v) {
    return variant2::visit(std::forward<Visitor>(vis), v.impl);
  }
 
  template <class T0, class Visitor, class Variant>
  static decltype(auto) visit_impl(mp11::mp_identity<T0*>, Visitor&& vis, Variant&& v) {
    return variant2::visit(
        [&vis](auto&& x) -> decltype(auto) { return std::forward<Visitor>(vis)(*x); },
        v.impl);
  }
 
  template <class Visitor, class Variant>
  static decltype(auto) visit(Visitor&& vis, Variant&& v) {
    using T0 = mp11::mp_first<std::decay_t<Variant>>;
    return visit_impl(mp11::mp_identity<T0>{}, std::forward<Visitor>(vis),
                      std::forward<Variant>(v));
  }
};
 
template <class A>
decltype(auto) metadata_impl(A&& a, decltype(a.metadata(), 0)) {
  return std::forward<A>(a).metadata();
}
 
template <class A>
axis::null_type& metadata_impl(A&&, float) {
  static axis::null_type null_value;
  return null_value;
}
 
} // namespace detail
 
namespace axis {
namespace traits {
 
/** Value type for axis type.
 
  Doxygen does not render this well. This is a meta-function (template alias), it accepts
  an axis type and returns the value type.
 
  The value type is deduced from the argument of the `Axis::index` method. Const
  references are decayed to the their value types, for example, the type deduced for
  `Axis::index(const int&)` is `int`.
 
  The deduction always succeeds if the axis type models the Axis concept correctly. Errors
  come from violations of the concept, in particular, an index method that is templated or
  overloaded is not allowed.
 
  @tparam Axis axis type.
*/
template <class Axis>
#ifndef BOOST_HISTOGRAM_DOXYGEN_INVOKED
using value_type = typename detail::value_type_deducer<Axis>::type;
#else
struct value_type;
#endif
 
/** Whether axis is continuous or discrete.
 
  Doxygen does not render this well. This is a meta-function (template alias), it accepts
  an axis type and returns a compile-time boolean.
 
  If the boolean is true, the axis is continuous (covers a continuous range of values).
  Otherwise it is discrete (covers discrete values).
*/
template <class Axis>
#ifndef BOOST_HISTOGRAM_DOXYGEN_INVOKED
using is_continuous = typename std::is_floating_point<traits::value_type<Axis>>::type;
#else
struct is_continuous;
#endif
 
/** Meta-function to detect whether an axis is reducible.
 
  Doxygen does not render this well. This is a meta-function (template alias), it accepts
  an axis type and represents compile-time boolean which is true or false, depending on
  whether the axis can be reduced with boost::histogram::algorithm::reduce().
 
  An axis can be made reducible by adding a special constructor, see Axis concept for
  details.
 
  @tparam Axis axis type.
 */
template <class Axis>
#ifndef BOOST_HISTOGRAM_DOXYGEN_INVOKED
using is_reducible = std::is_constructible<Axis, const Axis&, axis::index_type,
                                           axis::index_type, unsigned>;
#else
struct is_reducible;
#endif
 
/** Get axis options for axis type.
 
  Doxygen does not render this well. This is a meta-function (template alias), it accepts
  an axis type and returns the boost::histogram::axis::option::bitset.
 
  If Axis::options() is valid and constexpr, get_options is the corresponding
  option type. Otherwise, it is boost::histogram::axis::option::growth_t, if the
  axis has a method `update`, else boost::histogram::axis::option::none_t.
 
  @tparam Axis axis type
*/
template <class Axis>
#ifndef BOOST_HISTOGRAM_DOXYGEN_INVOKED
using get_options = decltype(detail::traits_options<Axis>(detail::priority<2>{}));
 
template <class Axis>
using static_options [[deprecated("use get_options instead")]] = get_options<Axis>;
 
#else
struct get_options;
#endif
 
/** Meta-function to detect whether an axis is inclusive.
 
  Doxygen does not render this well. This is a meta-function (template alias), it accepts
  an axis type and represents compile-time boolean which is true or false, depending on
  whether the axis is inclusive or not.
 
  An axis with underflow and overflow bins is always inclusive, but an axis may be
  inclusive under other conditions. The meta-function checks for the method `constexpr
  static bool inclusive()`, and uses the result. If this method is not present, it uses
  get_options<Axis> and checks whether the underflow and overflow bits are present.
 
  An inclusive axis has a bin for every possible input value. A histogram which consists
  only of inclusive axes can be filled more efficiently, since input values always
  end up in a valid cell and there is no need to keep track of input tuples that need to
  be discarded.
 
  @tparam Axis axis type
*/
template <class Axis>
#ifndef BOOST_HISTOGRAM_DOXYGEN_INVOKED
using is_inclusive = decltype(detail::traits_is_inclusive<Axis>(detail::priority<1>{}));
 
template <class Axis>
using static_is_inclusive [[deprecated("use is_inclusive instead")]] = is_inclusive<Axis>;
 
#else
struct is_inclusive;
#endif
 
/** Meta-function to detect whether an axis is ordered.
 
  Doxygen does not render this well. This is a meta-function (template alias), it accepts
  an axis type and returns a compile-time boolean. If the boolean is true, the axis is
  ordered.
 
  The meta-function checks for the method `constexpr static bool ordered()`, and uses the
  result. If this method is not present, it returns true if the value type of the Axis is
  arithmetic and false otherwise.
 
  An ordered axis has a value type that is ordered, which means that indices i <
  j < k implies either value(i) < value(j) < value(k) or value(i) > value(j) > value(k)
  for all i,j,k. For example, the integer axis is ordered, but the category axis is not.
  Axis which are not ordered must not have underflow bins, because they only have an
  "other" category, which is identified with the overflow bin if it is available.
 
  @tparam Axis axis type
*/
template <class Axis>
#ifndef BOOST_HISTOGRAM_DOXYGEN_INVOKED
using is_ordered = decltype(detail::traits_is_ordered<Axis>(detail::priority<1>{}));
#else
struct is_ordered;
#endif
 
/** Returns axis options as unsigned integer.
 
  See get_options for details.
 
  @param axis any axis instance
*/
template <class Axis>
constexpr unsigned options(const Axis& axis) noexcept {
  (void)axis;
  return get_options<Axis>::value;
}
 
// specialization for variant
template <class... Ts>
unsigned options(const variant<Ts...>& axis) noexcept {
  return axis.options();
}
 
/** Returns true if axis is inclusive or false.
 
  See is_inclusive for details.
 
  @param axis any axis instance
*/
template <class Axis>
constexpr bool inclusive(const Axis& axis) noexcept {
  (void)axis;
  return is_inclusive<Axis>::value;
}
 
// specialization for variant
template <class... Ts>
bool inclusive(const variant<Ts...>& axis) noexcept {
  return axis.inclusive();
}
 
/** Returns true if axis is ordered or false.
 
  See is_ordered for details.
 
  @param axis any axis instance
*/
template <class Axis>
constexpr bool ordered(const Axis& axis) noexcept {
  (void)axis;
  return is_ordered<Axis>::value;
}
 
// specialization for variant
template <class... Ts>
bool ordered(const variant<Ts...>& axis) noexcept {
  return axis.ordered();
}
 
/** Returns true if axis is continuous or false.
 
  See is_continuous for details.
 
  @param axis any axis instance
*/
template <class Axis>
constexpr bool continuous(const Axis& axis) noexcept {
  (void)axis;
  return is_continuous<Axis>::value;
}
 
// specialization for variant
template <class... Ts>
bool continuous(const variant<Ts...>& axis) noexcept {
  return axis.continuous();
}
 
/** Returns axis size plus any extra bins for under- and overflow.
 
  @param axis any axis instance
*/
template <class Axis>
index_type extent(const Axis& axis) noexcept {
  const auto opt = options(axis);
  return axis.size() + (opt & option::underflow ? 1 : 0) +
         (opt & option::overflow ? 1 : 0);
}
 
/** Returns reference to metadata of an axis.
 
  If the expression x.metadata() for an axis instance `x` (maybe const) is valid, return
  the result. Otherwise, return a reference to a static instance of
  boost::histogram::axis::null_type.
 
  @param axis any axis instance
*/
template <class Axis>
decltype(auto) metadata(Axis&& axis) noexcept {
  return detail::metadata_impl(std::forward<Axis>(axis), 0);
}
 
/** Returns axis value for index.
 
  If the axis has no `value` method, throw std::runtime_error. If the method exists and
  accepts a floating point index, pass the index and return the result. If the method
  exists but accepts only integer indices, cast the floating point index to int, pass this
  index and return the result.
 
  @param axis any axis instance
  @param index floating point axis index
*/
template <class Axis>
decltype(auto) value(const Axis& axis, real_index_type index) {
  return detail::value_method_switch(
      [index](const auto& a) { return a.value(static_cast<index_type>(index)); },
      [index](const auto& a) { return a.value(index); }, axis, detail::priority<1>{});
}
 
/** Returns axis value for index if it is convertible to target type or throws.
 
  Like boost::histogram::axis::traits::value, but converts the result into the requested
  return type. If the conversion is not possible, throws std::runtime_error.
 
  @tparam Result requested return type
  @tparam Axis axis type
  @param axis any axis instance
  @param index floating point axis index
*/
template <class Result, class Axis>
Result value_as(const Axis& axis, real_index_type index) {
  return detail::try_cast<Result, std::runtime_error>(
      axis::traits::value(axis, index)); // avoid conversion warning
}
 
/** Returns axis index for value.
 
  Throws std::invalid_argument if the value argument is not implicitly convertible.
 
  @param axis any axis instance
  @param value argument to be passed to `index` method
*/
template <class Axis, class U>
axis::index_type index(const Axis& axis, const U& value) noexcept(
    std::is_convertible<U, value_type<Axis>>::value) {
  return axis.index(detail::try_cast<value_type<Axis>, std::invalid_argument>(value));
}
 
// specialization for variant
template <class... Ts, class U>
axis::index_type index(const variant<Ts...>& axis, const U& value) {
  return axis.index(value);
}
 
/** Return axis rank (how many arguments it processes).
 
  @param axis any axis instance
*/
// gcc workaround: must use unsigned int not unsigned as return type
template <class Axis>
constexpr unsigned int rank(const Axis& axis) {
  (void)axis;
  using T = value_type<Axis>;
  // cannot use mp_eval_or since T could be a fixed-sized sequence
  return mp11::mp_eval_if_not<detail::is_tuple<T>, mp11::mp_size_t<1>, mp11::mp_size,
                              T>::value;
}
 
// specialization for variant
// gcc workaround: must use unsigned int not unsigned as return type
template <class... Ts>
unsigned int rank(const axis::variant<Ts...>& axis) {
  return detail::variant_access::visit(
      [](const auto& a) { return axis::traits::rank(a); }, axis);
}
 
/** Returns pair of axis index and shift for the value argument.
 
  Throws `std::invalid_argument` if the value argument is not implicitly convertible to
  the argument expected by the `index` method. If the result of
  boost::histogram::axis::traits::get_options<decltype(axis)> has the growth flag set,
  call `update` method with the argument and return the result. Otherwise, call `index`
  and return the pair of the result and a zero shift.
 
  @param axis any axis instance
  @param value argument to be passed to `update` or `index` method
*/
template <class Axis, class U>
std::pair<index_type, index_type> update(Axis& axis, const U& value) noexcept(
    std::is_convertible<U, value_type<Axis>>::value) {
  return detail::static_if_c<get_options<Axis>::test(option::growth)>(
      [&value](auto& a) {
        return a.update(detail::try_cast<value_type<Axis>, std::invalid_argument>(value));
      },
      [&value](auto& a) -> std::pair<index_type, index_type> {
        return {axis::traits::index(a, value), 0};
      },
      axis);
}
 
// specialization for variant
template <class... Ts, class U>
std::pair<index_type, index_type> update(variant<Ts...>& axis, const U& value) {
  return visit([&value](auto& a) { return a.update(value); }, axis);
}
 
/** Returns bin width at axis index.
 
  If the axis has no `value` method, throw std::runtime_error. If the method exists and
  accepts a floating point index, return the result of `axis.value(index + 1) -
  axis.value(index)`. If the method exists but accepts only integer indices, return 0.
 
  @param axis any axis instance
  @param index bin index
 */
template <class Axis>
decltype(auto) width(const Axis& axis, index_type index) {
  return detail::value_method_switch(
      [](const auto&) { return 0; },
      [index](const auto& a) { return a.value(index + 1) - a.value(index); }, axis,
      detail::priority<1>{});
}
 
/** Returns bin width at axis index.
 
  Like boost::histogram::axis::traits::width, but converts the result into the requested
  return type. If the conversion is not possible, throw std::runtime_error.
 
  @param axis any axis instance
  @param index bin index
 */
template <class Result, class Axis>
Result width_as(const Axis& axis, index_type index) {
  return detail::value_method_switch(
      [](const auto&) { return Result{}; },
      [index](const auto& a) {
        return detail::try_cast<Result, std::runtime_error>(a.value(index + 1) -
                                                            a.value(index));
      },
      axis, detail::priority<1>{});
}
 
} // namespace traits
} // namespace axis
} // namespace histogram
} // namespace boost
 
#endif