Question

给定一个类型，名称和默认值的列表，我可以轻松编写一个生成有效c ++代码的工具，该代码声明一个具有每种类型，名称和默认值的成员变量的类。例如，给定列表

int，foo，42
float，bar，0.1f

（和班级名称＆＃34; Baz＆＃34;），它会生成

class Baz {
    int foo = 42;
    float bar = 0.1f;
}

如果某个工具可以生成这样一个类，那么编译器是不是可以为我做这个？我正在考虑这些方面的事情（注意：这是伪代码）：

template <typename ...MemberTypes> class Baz {
    MemberTypes::type... MemberTypes::name... = MemberTypes::default...;
}

上面的类会被创建类似

using MyBaz = Baz<member_type<int, "foo", 42>, member_type<float, "bar", 0.1f>>;

可能出现这种情况的原因：

编译时可以获得所有必需的信息。外部工具可以轻松完成。
可以以类似的方式（Declare member variables from variadic template parameter）创建一个带有元组而不是专用成员变量的类。
我可以使用模板专业化对成员的有限组合进行近似。
模板元编程是turing-complete（C++ templates Turing-complete?），所以＆＃34;所有＆＃34;应该是可能的。

可能无法实现的原因：

模板参数不能是字符串文字（Passing a string literal as a parameter to a C++ template class），或者实际上不是整数。
我无法想到这样做的一种方式（弱论点）。

如果可以的话，该如何做？如果不可能，为什么不呢？即将到来的c ++ 17在这方面有什么改变吗？

更新：示例问题： 通常，配置数据存储为字符串的层次结构或其他形式的任何类型＆＃34;。但是，这会导致丑陋的代码（config.get<int>("core.timeout")），并阻止编译器帮助解决，例如，拼写错误（config.get<int>("core.timeuot")）。

通过使用其真实类型声明每个配置变量，编译器可以检查类型并防止拼写错误。但是，需要使用自定义代码将配置数据读入正确的成员变量。如果添加了新的配置开关，则很容易忘记更新此代码。

只需指定所有成员的类型和名称，然后让编译器自动生成类（包括读取配置文件的方法）将会很方便。这是我要求的功能的可能用例。

Answer 1

C ++还没有反射工具。特别是，不可能以您希望的方式生成和操纵实体名称。

然而，预处理器可以以有限的方式实现这一点，（在Boost.PP的帮助下，使得它能够打开它的样板）使我们能够编写以下内容（直接取自another answer of mine）：

#define GLK_PP_DETAIL_SEQ_DOUBLE_PARENS_0(...) \
     ((__VA_ARGS__)) GLK_PP_DETAIL_SEQ_DOUBLE_PARENS_1

#define GLK_PP_DETAIL_SEQ_DOUBLE_PARENS_1(...) \
     ((__VA_ARGS__)) GLK_PP_DETAIL_SEQ_DOUBLE_PARENS_0

#define GLK_PP_DETAIL_SEQ_DOUBLE_PARENS_0_END
#define GLK_PP_DETAIL_SEQ_DOUBLE_PARENS_1_END

// Double the parentheses of a Boost.PP sequence
// I.e. (a, b)(c, d) becomes ((a, b))((c, d))
#define GLK_PP_SEQ_DOUBLE_PARENS(seq) \
    BOOST_PP_CAT(GLK_PP_DETAIL_SEQ_DOUBLE_PARENS_0 seq, _END)


#define MAKE_ONE_VARIABLE(r, data, elem) \
    BOOST_PP_TUPLE_ELEM(0, elem) BOOST_PP_TUPLE_ELEM(1, elem) = BOOST_PP_TUPLE_ELEM(2, elem);

#define MAKE_CLASS(className, members) \
    struct className { \
        BOOST_PP_SEQ_FOR_EACH(MAKE_ONE_VARIABLE, ~, GLK_PP_SEQ_DOUBLE_PARENS(members)) \
    }

...并按原样使用：

MAKE_CLASS(Baz, (int, foo, 42)(float, bar, 0.1f));

...扩展为：

struct Baz {
    int foo = 42;
    float bar = 0.1f;
};

Answer 2

使用模板定义类成员的名称是不可能的，并且字符串文字很难与模板一起使用。但是，如果您愿意将类型用作成员标识符，则可以获得接近您想要的内容。

我建议您使用member_type类型的以下定义：

// Class member
template<class type_t, class name_t, type_t default_value = type_t() >
struct member_type {
    using type = type_t;
    using name = name_t;
    type_t value = default_value;
};

然后，您将定义使用模板生成的成员的类型。像这样：

template<class ... T>
struct t_templated_members
{ 
    using t_members_list = std::tuple<T...>;
    t_members_list members;
};

您可以用与您建议的方式类似的方式定义成员列表，但用类型替换成员的名称。

// "names" of your members
struct member_x {};
struct member_y {};

using foo = t_templated_members< 
    member_type<int, member_x, 10>,
    member_type<char, member_y, 'a'> >;

使用一些辅助模板，您可以根据成员的“名称”类型获取成员的值。

namespace details
{
    // Checks if the member at index I is the right one
    template<class T, class U, size_t I>
    using is_right_member = std::is_same<
        typename std::tuple_element_t<I, typename U::t_members_list>::name, T>;

    // Get the index of a member
    template<class T, class U, size_t I = 0 >
    struct find_element : public std::conditional_t<
        is_right_member<T, U, I>::value,
        std::integral_constant<decltype(I), I>,
        find_element<T, U, I + 1>> 
    { };
}

template<class T, class U>
auto & member_get(U & host)
{
    constexpr auto index = details::find_element<T, U>::value;

    return std::get<index>(host.members).value;
};

使用member_get，您现在可以访问为foo定义的成员：

#include <iostream>

int main()
{
    foo my_foo;

    auto & x = member_get<member_x>(my_foo);
    std::cout << x << ' ';
    x = 6;
    std::cout << member_get<member_x>(my_foo) << '\n';

    std::cout << member_get<member_y>(my_foo) << ' ';
    member_get<member_y>(my_foo) = 'b';
    std::cout << member_get<member_y>(my_foo) << '\n';

    return 0;
}

基于可变参数模板

2 个答案: