量子程序
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量子程序设计用于量子程序的编写与构造，一般地， 可以理解为一个操作序列。由于量子算法中也会包含经典计算，因而业界设想，最近将来出现的量子计算机是混合结构的，它包含两大部分一部分是经典计算机，负责执行经典计算与控制；另一部分是量子设备，负责执行量子计算。QPanda-2将量子程序的编程过程视作经典程序运行的一部分，在整个外围的宿主机程序中，一定包含创建量子程序的部分。

.. _api_introduction:


接口介绍
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在QPanda2中，QProg是量子编程的一个容器类，是一个量子程序的最高单位,初始化一个空的QProg对象有以下两种

C++风格

    .. code-block:: c

        QProg prog = QProg();

QProg的构造函数还有以下几种：

通过量子线路构造量子程序：

    .. code-block:: c

        auto qubit = qAlloc();
        QCircuit circuit;
        circuit << H(qubit);
        QProg prog(circuit);

通过QIf构造量子程序：

    .. code-block:: c

        auto qubit = qAlloc();
        auto cbit = cAlloc();
        cbit.set_val(3);
        QCircuit circuit;
        circuit << H(qubit);
        QIfProg qif(cbit > 3, circuit);
        QProg prog(qif);

通过QWhile构造量子程序：

    .. code-block:: c

        auto qubit = qAlloc();
        auto cbit = cAlloc();
        cbit.set_val(3);
        QCircuit circuit;
        circuit << H(qubit);
        QWhileProg qwhile(cbit > 3, circuit);
        QProg prog(qwhile);

通过QGate构造量子程序：

    .. code-block:: c

        auto qubit = qAlloc();
        auto gate = H(qubit);
        QProg prog(gate);

通过QMeasure构建量子程序：

    .. code-block:: c

        auto qubit = qAlloc();
        auto cbit = cAlloc();
        auto measure = Measure(qubit, cbit);
        QProg prog(measure);

通过ClassicalCondition构建量子程序：

    .. code-block:: c

        auto cbit = cAlloc();
        QProg prog(cbit);

实现QProg的这么多构造函数主要是为了实现各种节点类型向QProg的隐式转换，如：

     .. code-block:: c

        auto qubit = qAlloc();
        auto cbit = cAlloc();
        cbit.set_val(1);
        auto gate = H(qubit);
        auto qif = QIfProg(cbit > 1, gate);

构建QIf的第二个参数本来是要传入QProg的， 但由于QGate可以构造QProg， 在使用时传入参数QGate就会隐式转换为QProg，方便使用。

你可以通过如下方式向QProg尾部填充节点

    .. code-block:: c

        QProg << QNode;

或者
    
    .. code-block:: c

        QProg.pushBackNode(QNode *);

QNode的类型有QGate，QPorg，QIf，Measure等等，QProg支持插入所有类型的QNode

通常一个QProg类型内部结构复杂，需要对其进行拆分遍历等过程，QPanda2提供了相关接口

获取QProg内部第一个节点与最后一个节点

    .. code-block:: c

        QProg prog = QProg();
        NodeIter first_node = prog.getFirstNodeIter();
        NodeIter last_node  = prog.getLastNodeIter();

在QProg内部插入与删除节点操作

    .. code-block:: c

        QProg prog = QProg();
        NodeIter insert_node_iter = prog.insertQNode(NodeIter&, QNode*);
        NodeIter delete_node_iter = prog.deleteQNode(NodeIter&);

    .. note:: 
        - NodeIter是一个关于QNode的代理类，类似于STL容器的迭代器类型，支持自增与自减等操作
        - QProg节点插入删除操作会返回指向原位置的NodeIter

实例
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    .. code-block:: c

        #include "QPanda.h"
        USING_QPANDA

        int main(void)
        {
            auto qvm = CPUQVM();
            qvm.init();
            auto qvec = qvm.qAllocMany(4);
            auto cvec = qvm.cAllocMany(4);

            QProg prog;
            
            // 构建量子程序
            prog << H(qvec[0]) 
                << X(qvec[1])
                << iSWAP(qvec[0], qvec[1])
                << CNOT(qvec[1], qvec[2])
                << H(qvec[3]) 
                << MeasureAll(qvec ,cvec);

            // 量子程序运行1000次，并返回多次测量的结果
            auto result = qvm.runWithConfiguration(prog, cvec, 1000);

            // 打印量子态在量子程序多次运行结果中出现的次数
            for (auto &val : result)
            {
                std::cout << val.first << ", " << val.second << std::endl;
            }

            return 0;
        }


运行结果：

    .. code-block:: c
        
        0001, 254
        0111, 261
        1001, 257
        1111, 228