c++ - 基于可变参数模板的类成员变量

Question

给定类型、名称和默认值列表，我可以轻松编写一个工具来生成有效的 C++ 代码，该代码声明一个类，其中包含每种类型、名称和默认值的成员变量。例如，给定列表

• 整数，富，42
• float ，酒吧，0.1f

(和类名“Baz”)，它将生成

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

如果一个工具可以生成这样一个类，难道编译器不能为我做吗？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...;
}

上面的类会被创建成类似的东西

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

这可能的原因:

• 所有必需的信息在编译时可用。外部工具可以轻松做到这一点。
• 可以以类似的方式 (Declare member variables from variadic template parameter) 使用元组而不是专用成员变量来创建类。
• 我可以使用模板特化对成员的有限组合进行近似。
• 模板元编程是图灵完备的 (C++ templates Turing-complete?)，因此“一切”都应该成为可能。

不可能的原因:

• 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，事实上，不能是整数。
• 我想不出这样做的方法(论据薄弱)。

如果可行，如何实现？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层次结构或某种其他形式的“任何类型”。然而，这会导致难看的代码 ( 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") )。

通过用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，需要自定义代码将配置数据读取到正确的成员变量中。如果添加了新的配置开关，很容易忘记更新这段代码。

只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)会很方便。这是我要求的功能的一个可能用例。

Answer 1

C++ 还没有反射工具。特别是，不可能按照您希望的方式生成和操作实体的名称。

然而，预处理器可以以有限的方式做到这一点，这(在 Boost.PP 的帮助下使其成为样板)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)) \
    }

...并这样使用它:

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

...扩展为:

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