constexpr — симулировать отражение времени компиляции в переполнении стека
У меня есть следующая структура:
struct Data
{
std::string firstMember;
std::string secondMember;
std::string thirdMember;
};
Я хочу выбрать одного из членов по имени строки в constexpr манера, как
Data instance;
auto& member = getMember(instance, "firstMember");
getMember is constexpr Функция / структура / макросы / все, что в вопросе и выражении должно быть (я хочу, чтобы) было оптимизировано в простой auto& member = instance.firstMember;, Мое желание здесь, чтобы иметь возможность позвонить getMember От другого constexpr функция, которая в свою очередь вычисляет имя конкретного члена -> своего рода отражение времени компиляции.
Я знаю, что нет никакого отражения в C ++, поэтому все в порядке, чтобы зарегистрировать (частично специализировать? Использовать некоторые макросы магии?) Имена членов рассматриваемой структуры, например:
REGISTER_MEMBER(Data, "firstMember", firstMember);
Все, что я хочу — это оптимизировать время компиляции и ничего не делать во время выполнения. Это возможно в C ++ 11 и как?
Решение
Как отмечено в комментариях, сначала взгляните на BOOST_FUSION_ADAPT_STRUCT (и друзья):
#include <boost/fusion/include/adapt_struct.hpp>
#include <string>
struct Data
{
std::string firstMember;
std::string secondMember;
std::string thirdMember;
};
BOOST_FUSION_ADAPT_STRUCT(
Data,
(std::string, firstMember)
(std::string, secondMember)
(std::string, thirdMember)
)
Это превращает ваш Data структурировать в последовательность, используемую Fusion:
#include <boost/fusion/include/at_c.hpp>
int main()
{
Data d = { "firstData", "secondData", "thirdData" };
std::cout << boost::fusion::at_c<0>(d) << std::endl;
}
Это печатает "firstData", Измените индекс, чтобы ссылаться на членов по порядку.
Там теперь мы можем обращаться к членам во время компиляции, используя число. Но вы хотели имя. Также отмечено в комментариях, обработка строк является функцией времени выполнения … почти. C ++ 11 дает нам constexpr,
Это немного сложно, но в конечном итоге это выглядит так:
#include <boost/fusion/include/adapt_struct.hpp>
#include <boost/preprocessor/cat.hpp>
#include <boost/preprocessor/repetition/repeat.hpp>
#include <boost/preprocessor/seq.hpp>
#include <boost/preprocessor/tuple/elem.hpp>
#include <stdexcept>
// and repeat for BOOST_FUSION_ADAPT_TPL_STRUCT, etc...
#define REFLECT_STRUCT(NAME, ATTRIBUTES) \
REFLECT_STRUCT_DETAIL(NAME, \
ATTRIBUTES, \
BOOST_PP_SEQ_POP_FRONT( \
BOOST_PP_CAT( \
/* warning: uses fusion implementation details: */ \
BOOST_FUSION_ADAPT_STRUCT_FILLER_0(0,0)ATTRIBUTES, \
_END))) \
#define REFLECT_STRUCT_DETAIL(NAME, ATTRIBUTES, WRAPPEDATTRIBUTES) \
BOOST_FUSION_ADAPT_STRUCT(NAME, ATTRIBUTES) \
\
namespace detail \
{ \
namespace BOOST_PP_CAT(reflect_, NAME) \
{ \
template <int N> \
struct member_name; \
\
BOOST_PP_SEQ_FOR_EACH_I(REFLECT_STRUCT_DETAIL_MEMBER_NAME, \
BOOST_PP_EMPTY, \
WRAPPEDATTRIBUTES) \
\
template <int N> \
constexpr bool member_match_index(const std::size_t index, \
const char* const str, \
const std::size_t len) \
{ \
return index == len || \
(member_name<N>::value()[index] == str[index] \
&& member_match_index<N>(index + 1, str, len)); \
} \
\
template <int N> \
constexpr bool member_match(const char* const str, \
const std::size_t len) \
{ \
return len == member_name<N>::value_length \
&& member_match_index<N>(0, str, len); \
} \
\
constexpr int find_member(const char* const str, \
const std::size_t len) \
{ \
return BOOST_PP_REPEAT(BOOST_PP_SEQ_SIZE(WRAPPEDATTRIBUTES), \
REFLECT_STRUCT_DETAIL_MEMBER_NAME_TEST, \
BOOST_PP_EMPTY) \
throw std::runtime_error("could not find " \
BOOST_PP_STRINGIZE(NAME) \
" member"); \
} \
} \
} \
\
constexpr int BOOST_PP_CAT(indexof_, NAME)(const char* const str, \
const std::size_t len) \
{ \
return detail::BOOST_PP_CAT(reflect_, NAME)::find_member(str, len); \
} \
\
template <std::size_t N> \
constexpr int BOOST_PP_CAT(indexof_, NAME)(const char (&str)[N]) \
{ \
return detail::BOOST_PP_CAT(reflect_, NAME)::find_member(&str[0], N); \
}
#define REFLECT_STRUCT_DETAIL_EXTRACT_NAME(pair) \
BOOST_PP_STRINGIZE(BOOST_PP_TUPLE_ELEM(1, pair))
#define REFLECT_STRUCT_DETAIL_MEMBER_NAME(r, data, n, elem) \
REFLECT_STRUCT_DETAIL_MEMBER_NAME_DETAIL(n, REFLECT_STRUCT_DETAIL_EXTRACT_NAME(elem))
#define REFLECT_STRUCT_DETAIL_MEMBER_NAME_DETAIL(n, name) \
template <> \
struct member_name<n> \
{ \
static constexpr std::size_t value_length = sizeof(name); \
typedef const char value_type[value_length]; \
\
static constexpr const value_type& value() \
{ \
return name; \
} \
};
#define REFLECT_STRUCT_DETAIL_MEMBER_NAME_TEST(z, n, text) \
member_match<n>(str, len) ? n :
Это выглядит страшно, но его читабельно, если вы найдете время, чтобы разобрать его.
Мы должны представить наши собственные макросы, чтобы дать доступ к именам членов с помощью константного выражения; большая часть уродливых происходит от обработки списков Boost.Preprocessor. Хотя Fusion записывает имена также во время адаптации (см. boost::fusion::extension::struct_member_name) они не помечены как constexpr так что, к сожалению, они нам не пригодятся.
Это дает:
#include <boost/fusion/include/at_c.hpp>
#include <iostream>
#include <string>
struct Data
{
std::string firstMember;
std::string secondMember;
std::string thirdMember;
};
REFLECT_STRUCT(
Data,
(std::string, firstMember)
(std::string, secondMember)
(std::string, thirdMember)
)
// your desired code:
// (note the use of at_c ensures this is evaluated at comple-time)
#define GETMEMBER(data, member) boost::fusion::at_c<indexof_Data(member)>(data)
int main()
{
Data d = { "firstData", "secondData", "thirdData" };
std::cout << boost::fusion::at_c<indexof_Data("firstMember")>(d) << std::endl;
std::cout << GETMEMBER(d, "secondMember") << std::endl;
std::cout << GETMEMBER(d, "thirdMember") << std::endl;
/* causes error: std::cout << GETMEMBER(d, "nonexistent_member") << std::endl; */
}
Что я думаю, близко к тому, что вы были после.
Но имейте в виду, что это не все может быть необходимо: Boost.Fusion может уже иметь то, что вам нужно. Он живет в области между чистыми вещами времени компиляции (Boost.MPL) и обычными вещами времени исполнения; адаптировать свою структуру, и вы уже можете делать такие вещи, как перебирать ее (boost::fusion::for_each).
Другие решения
Других решений пока нет …
detector