Question

我正在C++中实现一个使用消息队列和消息类设计的通信机制。也就是说，抽象父Message和类Communication，其中存在方法Communication::send(Message&)。类Communication将消息发送到适当的消息队列message_queue，该队列由消息的类型确定。（也就是说，对于Msg1，它会发送到队列Queue_Msg1，Msg2会发送到Queue_Msg2）每个消息类型都将创建为Message的派生类。

主要是，我感兴趣的是自动创建队列。也就是说，如果我决定添加新的消息类型类newMsg，添加消息队列Queue_newMsg的过程将不需要在Communication类中更改代码，例如代码创建每种消息类型的队列。

因为这可以在编译时完成（在编译时，所有派生的消息类都是已知的，所以需要的消息队列），我试图想到一些元编程解决方案，但没有设法找到这样的。

使用某些已知的MPL，例如boost/mpl，我该如何实现上述目标？

Answer 1

您可以在运行时注册不同的消息类型，而不是依赖于元编程。注册表可以创建一个队列向量并提供唯一标识符以最小化查找成本，或者如果您不太关心它，您可以始终使用某个id的映射到适当的队列。

虽然我不推荐它，但如果您真的想编写复杂的模板解决方案，可以查看类型列表。您需要的所有构建块都在Alexandrescu的 Modern C ++ Design 中（类型列表，如何从中构建层次结构，以及一些花哨的模板技巧）。

Answer 2

将您的类型打包到列表中：

template<typename... Ts>
struct type_list {};

使用该列表和参数包解压缩来创建std::array个队列。如果您希望对队列本身进行专门输入，则需要将它们放在tuple中。

上面的列表表示索引和类型之间的双射。让每种类型的实例返回索引，您可以使用该索引来获取队列（在数组中，很容易 - 在tuple中，需要更多工作）。

index_of traits类，用于在T中查找类型type_list<Ts...>的索引：

template<typename T, typename list, typename=void>
struct index_of {};

template<typename T, typename T0, typename... Ts>
struct index_of<T, type_list<T0, Ts...>, 
                typename std::enable_if<std::is_same<T, T0>::value>::type
               > :  std::integral_constant<size_t, 0> 
{};

template<typename T, typename T0, typename... Ts>
struct index_of<T, type_list<T0, Ts...>, 
                typename std::enable_if<!std::is_same<T, T0>::value>::type
               > :  std::integral_constant<size_t, 
                                   index_of<T, type_list<Ts...>>::value+1> 
{};

可能实现一个基于CRTP的“消息助手”，它实现了GetTypeIndex并确保您的类型位于中央消息列表中。

这需要C ++ 11，在C ++ 03中它更难，更有限。 C ++ 11编译器也可以处理100多种类型，而无需进行额外的模板元编程（严格的元编程，1000或更多，至少在理论上），而C ++ 03编译器甚至具有强大的元编程库可能仅限于10种类型。

请注意，这种方法的一个优点是，理论上你可以完全取消抽象父类，或者至少使用sendMessage( message const& m )接口（为什么要允许人们发送抽象消息？）。您只能被允许发送实际的具体消息类型。这又需要更多的工作（你创建了包扩展的继承树，它使用CRTP来获取队列）。

struct MessageBase {
  virtual size_t GetTypeIndex() const = 0;
};
template<typename D, typename List>
struct MessageHelper: public MessageBase {
  static_assert( std::is_base_of< MessageHelper<D,List>, D >::value, "MessageHelper<D> must be inherited from by D" );
  D* self() { return static_cast<D*>(this); }
  D const* self() const { return static_cast<D const*>(this); }
  virtual size_t GetTypeIndex() const final override {
    return index_of<D,List>::value;
  }
};

struct A_Queue {
  std::deque< std::unique_ptr<MessageBase> > data;
};

template<typename type_list>
struct MessageQueues;

template<typename... Ts>
struct MessageQueues<type_list<Ts...>> {
  std::array< A_Queue, sizeof...(Ts) > queues;
  void Enqueue( std::unique_ptr<MessageBase> msg ) {
    size_t index = msg->GetTypeIndex();
    queues[ index ].data.push-back( std::move(msg) );
  }
};

执行粗略草案。

使用元编程进行消息队列管理

2 个答案: