Question

我正在努力进行一些模板编程，希望您能给我一些帮助。我编写了一个C ++ 11接口，该接口提供了一些结构，例如：

struct Inner{
  double a;
};
struct Outer{
  double x, y, z, r;
  Inner in;
};

将getter / setter应用于为指定struct成员定制的真实数据：

MyData<Outer, double, &Outer::x,
                               &Outer::y, 
                               &Outer::z,
                               &Outer::in::a //This one is not working
              > state();

Outer foo = state.get();
//...  
state.set(foo);

我设法通过以下方式为简单的结构实现了这一点：

template <typename T, typename U, U T::* ... Ms>
class MyData{
   std::vector<U *> var;
  public:
    explicit MyData();
    void set(T const& var_);
    T get() const;
};

template <typename T, typename U, U T::* ... Ms>
MyData<T, U, Ms ... >::Struct():var(sizeof...(Ms))
{
}

template <typename T, typename U, U T::* ... Ms>
void MyData<T, U, Ms ...>::set(T const& var_){
  unsigned i = 0;
  for ( auto&& d : {Ms ...} ){
    *var[i++] = var_.*d;
  }
}

template <typename T, typename U, U T::* ... Ms>
T MyData<T, U, Ms ...>::get() const{
  T var_;
  unsigned i = 0;
  for ( auto&& d : {Ms ...} ){
    var_.*d = *var[i++];
  }
  return var_;
}

但是当我传递嵌套结构的成员时，它会失败。理想情况下，我想实现一个指向成员类型的通用指针，该指针使我可以与多个级别的范围解析器兼容。我找到了this approach，但是不确定是否应该将其应用于我的问题或是否存在可以使用的实现。预先感谢！

相关帖子：

Implicit template parameters

Pointer to inner struct

Answer 1

您可以将成员指针包装到struct中，以方便链接：

template <typename...> struct Accessor;

template <typename T, typename C, T (C::*m)>
struct Accessor<std::integral_constant<T (C::*), m>>
{
    const T& get(const C& c) { return c.*m; }
    T& get(C& c) { return c.*m; }
};

template <typename T, typename C, T (C::*m), typename ...Ts>
struct Accessor<std::integral_constant<T (C::*), m>, Ts...>
{
    auto get(const C& c) -> decltype(Accessor<Ts...>().get(c.*m))
    { return Accessor<Ts...>().get(c.*m); }

    auto get(C& c) -> decltype(Accessor<Ts...>().get(c.*m))
    { return Accessor<Ts...>().get(c.*m); }
};

template <typename T, typename U, typename ...Ts>
class MyData
{
    std::vector<U> vars{sizeof...(Ts)};

    template <std::size_t ... Is>
    T get(std::index_sequence<Is...>) const
    {
        T res;
        ((Ts{}.get(res) = vars[Is]), ...); // Fold expression C++17
        return res;
    }
    template <std::size_t ... Is>
    void set(std::index_sequence<Is...>, T const& t)
    {
        ((vars[Is] = Ts{}.get(t)), ...); // Fold expression C++17
    }

public:
    MyData() = default;

    T get() const { return get(std::index_sequence_for<Ts...>()); }
    void set(const T& t) { return set(std::index_sequence_for<Ts...>(), t); }

};

用法类似于

template <auto ...ms> // C++17 too
using Member = Accessor<std::integral_constant<decltype(ms), ms>...>;

MyData<Outer, double, Member<&Outer::x>,
                           Member<&Outer::y>,
                           Member<&Outer::z>,
                           Member<&Outer::in, &Inner::a>
       > state;

std::index_sequence是C ++ 14，但可以在C ++ 11中实现。
C ++ 17中的折叠表达式也可以在C ++ 11中进行模拟。
typename <auto>（C ++ 17）应该替换为typename <typename T, T value>。

Demo

Answer 2

成员指针的概括是一种可以在编译时将T映射到X&的函数。

在c++17中，借助auto可以很轻松地进行连接。在c++11中，难度变得更大。但是基本的想法是，您实际上不传递成员指针，而是传递类型，并且这些类型知道如何获取您的类并从中获取引用。

template<class T, class D, class...Fs>
struct MyData {
  std::array<D*, sizeof...(Fs)> var = {};
  explicit MyData()=default;
  void set(T const& var_) {
    var = {{ Fs{}(std::addressof(var_))... }};
  }
  T get() {
    T var_;
    std::size_t index = 0;
    using discard=int[];
    (void)discard{ 0, (void(
      *Fs{}(std::addressof(var_)) = *var[index++]
    ),0)... };
    return var_;
  }
};

仍然需要编写一个实用程序，以简化成员指针大小写Fs...的工作

template<class X, X M>
struct get_ptr_to_member_t;
template<class T, class D, D T::* M>
struct get_ptr_to_member_t< D T::*, M > {
  D const* operator()( T const* t )const{
    return std::addressof( t->*M );
  }
};
#define TYPE_N_VAL(...) \
  decltype(__VA_ARGS__), __VA_ARGS__
#define MEM_PTR(...) get_ptr_to_member_t< TYPE_N_VAL(__VA_ARGS__) >

现在基本情况是

MyData< Outer, double, MEM_PTR(&Outer::x), MEM_PTR(&Outer::y) >

现在可以处理更复杂的情况了。

一种方法是教get_ptr_to_member进行写作。这是令人讨厌的工作，但没有根本的意义。进行安排是为了使decltype(ptr_to_member_t * ptr_to_member_t)返回一个实例正确的类型，将其应用，然后获取该指针并在其左侧运行。

template<class First, class Second>
struct composed;

template<class D>
struct composes {};

#define RETURNS(...) \
  noexcept(noexcept(__VA_ARGS__)) \
  decltype(__VA_ARGS__) \
  { return __VA_ARGS__; }

template<class First, class Second>
struct composed:composes<composed<First, Second>> {
  template<class In>
  auto operator()(In&& in) const
  RETURNS( Second{}( First{}( std::forward<In>(in) ) ) )
};

template<class First, class Second>
composed<First, Second> operator*( composes<Second> const&, composes<First> const& ) {
  return {};
}

然后我们升级：

template<class X, X M>
struct get_ptr_to_member_t;
template<class T, class D, D T::* M>
struct get_ptr_to_member_t< D T::*, M >:
  composes<get_ptr_to_member_t< D T::*, M >>
{
  D const* operator()( T const* t )const{
    return std::addressof( t->*M );
  }
};

现在由*组成。

MyData<TestStruct, double, MEM_PTR(&Outer::x),
                           MEM_PTR(&Outer::y), 
                           MEM_PTR(&Outer::z),
                           decltype(MEM_PTR(&Inner::a){} * MEM_PTR(&Outer::in){})
          > state();

答案可能包含许多错别字，但设计是合理的。

在c++17中，大部分垃圾都会蒸发，就像宏一样。

Answer 3

我将使用lambda方法在C ++ 17中实现类似的功能（C ++ 14也可以，只需更改fold表达式即可）：

auto access_by() {
    return [] (auto &&t) -> decltype(auto) {
        return decltype(t)(t);
    };
}

template<class Ptr0, class... Ptrs>
auto access_by(Ptr0 ptr0, Ptrs... ptrs) {
    return [=] (auto &&t) -> decltype(auto) {
        return access_by(ptrs...)(decltype(t)(t).*ptr0);
    };
}

auto data_assigner_from = [] (auto... accessors) {
    return [=] (auto... data) {
        return [accessors..., data...] (auto &&t) {
            ((accessors(decltype(t)(t)) = data), ...);
        };
    };
};

让我们看看如何使用这些lambda：

struct A {
    int x, y;
};

struct B {
    A a;
    int z;
};

access_by函数的用法如下：

auto bax_accessor = access_by(&B::a, &A::x);
auto bz_accessor = access_by(&B::z);

然后B b;，bax_accessor(b)为b.a.x； bz_accessor(b)是b.z。值类别也被保留，因此您可以分配：bax_accessor(b) = 4。

data_assigner_from()将构造一个分配器，以分配给定访问器的B实例：

auto data_assigner = data_assigner_from(
        access_by(&B::a, &A::x),
        access_by(&B::z)
     );

data_assigner(12, 3)(b);

assert(b.z == 3 && b.a.x == 12);

指向struct / class的递归成员的指针的可变序列作为模板参数

3 个答案: