预处理器宏代码生成的 C++ 替代方案？答案

【问题标题】：C++ alternatives to preprocessor macro code generation?预处理器宏代码生成的 C++ 替代方案？
【发布时间】：2011-12-09 23:54:26
【问题描述】：

我收集了大约 50 个非常相似的小型结构化类都源于一个共同的基础。类代表读入的项目从文件中作为字符串对，其中第一个字符串用于标识对的类型（应该使用哪个派生类来表示数据）和第二个是数据本身。还有一个访问者（如访问者模式）与派生类关联的类和用于生成的工厂类来自类型标识字符串的适当派生类。

设置如下所示：

class NodeItemVisitor;  // Forward declaration.

class NodeItemBase
{
    public:
      std::string get_val() const { return val; }
      virtual std::string idstr() const = 0;
      virtual void accept(NodeItemVisitor& v) = 0;

    private:
      std::string val;
};

// Forward declarations of derived classes.
class NodeItemA;
class NodeItemB;
...
class NodeItemZ;

class NodeItemVisitor
{
    public:
        virtual void visit(NodeItemA& ni) = 0;
        ...
        virtual void visit(NodeItemZ& ni) = 0;
};

class NodeItemA : public NodeItemBase
{
    public:
        virtual std::string idstr() const { return "A"; }
        virtual void accept(NodeItemVisitor& v) { v.visit(*this); return; }
};

...

class NodeItemZ : public NodeItemBase
{
    public:
        virtual std::string idstr() const { return "Z"; }
        virtual void accept(NodeItemVisitor& v) { v.visit(*this); return; }
};

class NodeItemFactory
{
    public:
        // Uses a lookup table to map the input string to one of the "mkni" 
        // functions below and then calls it.
        static NodeItemBase* mknifromid(const std::string& id);

    private:
        static NodeItemBase* mkniA(void) { return new NodeItemA(); }
        ...
        static NodeItemBase* mkniZ(void) { return new NodeItemZ(); }
};

由于这段代码非常重复，占用大量空间，并且由于添加了一个新的项目类型需要记住在几个地方添加行，我是使用宏创建派生类并添加：

#define ADD_NODE_ITEMS \
    ADD_NODE_ITEM(A); \
    ...
    ADD_NODE_ITEM(Z);

#define ADD_NODE_ITEM(ID) \
class NodeItem##ID : public NodeItemBase \
{ \
    public: \
        virtual std::string idstr() const { return #ID; } \
        virtual void accept(NodeItemVisitor& v) { v.visit(*this); return; } \
}

ADD_NODE_ITEMS
#undef ADD_NODE_ITEM

class NodeItemVisitor
{
    public:
#define ADD_NODE_ITEM(ID) \
    virtual void visit(NodeItem##ID& ni) = 0;
    ADD_NODE_ITEMS
#undef ADD_NODE_ITEM
};

class NodeItemFactory
{
    public:
        // Uses a lookup table to map the input string to one of the "mkni" 
        // functions below and then calls it.
        static NodeItemBase* mknifromid(const std::string& id);

    private:
#define ADD_NODE_ITEM(ID) \
    static NodeItemBase* mkni##ID(void) { return new NodeItem##ID(); }
    ADD_NODE_ITEMS
#undef ADD_NODE_ITEM
};

#undef ADD_NODE_ITEMS

现在的问题是：使用宏来“压缩”这段代码是“正确”的方式要做到这一点，还是有更优雅/更清洁的方法？评论建议也欢迎替代设计：我还是很陌生面向对象的编程，对什么是“正确的”还没有很好的感觉。

非常感谢您！

【问题讨论】：

为什么需要这么多派生类？它们有何不同？

标签： c++

【解决方案1】：

您可能想查看 Andrei Alexandrescu 撰写的“现代 C++ 设计”的副本，其中展示了如何使用 C++ 模板系统自动生成大部分代码。 Alexandrescu 有两章专门介绍访问者模式并自动生成类层次结构，这看起来与您正在寻找的完全一样。我不会尝试复制这个答案中的代码，主要是因为它真的很密集，我可能会弄错，而且这本书有更好的解释。 :-)

【讨论】：

【解决方案2】：

也许所有的继承都是有原因的，但它确实看起来有点像很多代码。

template<typename T>
  struct class_trait;

#define QUOTE(X) #X

#define CLASS_TRAIT(NAME) \
  template<> struct class_trait<NAME> { \
    static std::string class_string() {return QUOTE(NAME);} \
  }

template<typename T>
  std::string GetClassString() {
    return class_trait<T>::class_string();
  }

一般来说，我不希望需要该类型的内部结构来创建访问者。我怀疑您对此的使用违反了开放/封闭原则。我建议熟悉 boost::variant 和 boost::static_visitor 以了解它们是如何做到的。也许我有点冒昧，不确定。

【讨论】：

【解决方案3】：

我会推出一个小型生成器脚本，并且永远不会手动接触生成的源代码。有明确的代码（没有宏）也总是更适合调试。

【讨论】：

【解决方案4】：

我会努力开发代码生成器/模板语言。我已经专业地结合了 Nvelocity 模板引擎，它是非常简单和好的语言（但不是一个很好的解析器！）和 C# 的组合，结果非常好。

我不知道你是否使用 Visual Studio 2010，但我听说它现在有一个名为 T4 的模板引擎。我从来没有尝试过，所以我不是谈论它的理想人选，但如果我在你的位置，我会按照这个方向进行调查。

【讨论】：