确保在编译时在一个地方调用一个方法

Question

我很好奇是否有可能在编译时确保在一个地方调用一个方法。

请注意，如果函数被多次调用（例如在一个循环中）是可以的 - 但不应在两个单独的循环中调用它。

这可以分为两部分，我也对涵盖任一部分的解决方案感兴趣：
(a) 确保至少在一个地方调用方法
(b) 确保一个方法最多在一个地方被调用

我可以完全控制代码的结构，欢迎使用不同的成语来实现相同的想法。

// class.h

class MyClass {
  public:
    void my_method();
}

以下内容不应编译（从不调用）

#include "class.h"

int main() {
  MyClass my_class;
}

以下内容不应编译（在多个地方调用）

#include "class.h"

int main() {
  MyClass my_class;
  my_class.my_method();
  while(true) {
    my_class.my_method();
  }
}

以下内容应该编译（只在一个地方调用）：

#include "class.h"

int main() {
  MyClass my_class;
  while(true) {
    my_class.my_method();
  }
}

Answer 1

低技术方法：

由于您可以控制代码结构（我假设其中包括构建系统），因此这是一个低技术解决方案：

• 使函数名足够唯一
• grep 获取代码中的函数名称。您期望它两次（假设您的声明和定义位于同一位置）：
  • 在标题中一次
  • 曾在单一呼叫站点

或者：

如果你真的、真的、真的想用 C++ 解决它，那么你可以试试

• 使用编译时间计数器计算编译单元内的使用次数
• 确保如果标头包含在多个编译单元中，该函数将违反 ODR。

但是，编译时间计数器是黑魔法（我说，我真的很喜欢 TMP），并且为此目的强制违反 ODR 似乎是类似的巫术（至少您需要一个无法链接的测试用例）。

但说真的：

不要这样做。无论你做什么，它都可以通过包装函数几乎不费吹灰之力：

auto call_my_method(MyClass& o)
{
   return o.my_method();
}

MyClass::my_method() 仅在包装器中调用。其他人只是调用包装器，它甚至可能被编译器内联。

正如其他人所建议的那样：如果您能解释一下您要做什么，可能会更有帮助。

Answer 2

这是一个可能可行的粗略想法（评论太长 - 但对于一个好的 SO 答案来说不完整）。

您可以通过计算/检查模板实例来实现此目的。
模板仅在使用时被实例化。

同样，如果模板方法/函数体从未被调用，则它们不会被解析、编译或链接（除了确保有效的语法之外）。这意味着不会在它们的主体内进行任何实例化）。

您可以创建一个模板来维护一些全局实例化计数和静态断言（或一些其他 TMP 机制来检查过去的实例化）。

Answer 3

使用 C 预处理器和 GNU 内联汇编可以部分解决这个问题：

头文件a.h:

struct A {
    // Do not call this method directly, use the macro below to call it
    int _method_vUcaJB5NKSD3upQ(int i, int j);
};

// Use inline assembly to ensure that this macro is used at most once
#define method_vUcaJB5NKSD3upQ(args...) \
    _method_vUcaJB5NKSD3upQ(args); \
    asm (".global once_vUcaJB5NKSD3upQ; once_vUcaJB5NKSD3upQ:");

实现文件a.cc:

#include <iostream>
#include "a.h"

int A::_method_vUcaJB5NKSD3upQ(int i, int j) { return i+j+5; }

// Ensure that the macro is used at least once
extern "C" const char once_vUcaJB5NKSD3upQ;
static const char get_vUcaJB5NKSD3upQ = once_vUcaJB5NKSD3upQ;

int main() {
    A a;
    for(int i=0; i<7; i++) {
        // Use a separate statement to call the method
        // (terminated by a semicolon, it cannot be a sub-expression)
        auto x = a.method_vUcaJB5NKSD3upQ(2, 3);
        std::cout << x << std::endl;
    }
    return 0;
}

这个解决方案是部分的，它不会阻止程序直接调用以下划线开头的方法而不使用包装宏。

Answer 4

使用 constexpr 计数器。在另一个question中有一个实现@