可变参数宏：重用可变参数 (Boost.Fusion)

Question

我正在研究一种“数据变量”框架。在这里，使用宏 BOOST_FUSION_DEFINE_ASSOC_STRUCT 将结构体定义和改编为 Boost.Fusion 序列。

简要背景：

要定义两个适应的结构foo 和bar，我使用：

#define VAR(VARNAME) vardefs::VARNAME
#define VAR_PARENTHESES(VARNAME) (vardefs)(VARNAME)

// ========================================================
#ifndef VARNAME_
#define VARNAME_ foo // <- Variable name
namespace VAR(VARNAME_)::keys{
    struct foo1;
    struct foo2;
    struct foo3;
}
namespace VAR(VARNAME_) { struct index; }

BOOST_FUSION_DEFINE_ASSOC_STRUCT(
    VAR_PARENTHESES(VARNAME_), type,
    (char, foo1, VAR(VARNAME_)::keys::foo1)
    (int, foo2, VAR(VARNAME_)::keys::foo2)
    (float, foo3, VAR(VARNAME_)::keys::foo3)
)
#endif
#undef VARNAME_
// --------------------------------------------------------

// ========================================================
#ifndef VARNAME_
#define VARNAME_ bar // <- Variable name
namespace VAR(VARNAME_)::keys{
    struct bar1;
    struct bar2;
}
namespace VAR(VARNAME_) { struct index; }

BOOST_FUSION_DEFINE_ASSOC_STRUCT(
    VAR_PARENTHESES(VARNAME_), type,
    (double, bar1, VAR(VARNAME_)::keys::bar1)
    (float, bar2, VAR(VARNAME_)::keys::bar2)
)
#endif
#undef VARNAME_
// --------------------------------------------------------

现在可以使用以下方法创建foo 和bar 的实例：

VAR(foo)::type fooI;
VAR(bar)::type barI;

关联键可以这样使用：

auto a = boost::fusion::at_key<VAR(foo)::keys::foo3>(fooI).
auto b = boost::fusion::at_key<VAR(bar)::keys::bar2>(barI).

这种方法可能会很有用。

最后，结构体本身也有标签：

VAR(bar)::index
VAR(foo)::index

我可以将后者用作其他 Boost.Fusion 序列中的类型键，例如boost::fusion::map.

问题：

请注意，对于这两个结构中的每一个，由于我定义了一个关联序列，因此我必须使用结构字段名称（foo1、bar2、...）各三次。

我想要的是这样定义上述两个结构：

// ========================================================
DEFINE_DATAVAR_STRUCT(
    foo,
    (char, foo1)
    (int, foo2)
    (float, foo3)
)
// --------------------------------------------------------

// ========================================================
DEFINE_DATAVAR_STRUCT(
    bar,
    (double, bar1)
    (float, bar2)
)
// --------------------------------------------------------

我只需要定义可变参数宏DEFINE_DATAVAR_STRUCT。这就是我需要帮助的原因。对我来说，问题是重用可变参数，以便它们可以出现在生成的代码中的多个位置。不知何故，Boost.Fusion 以某种方式毫无问题地做到了这一点（依靠 Boost.PP）。

我自己的研究：

我查看了 Boost.PP 库，但我在这方面的进展不是很好。由于 Boost.Fusion 库已经在这样做，因此必须有一种方法来实现相同的可变参数功能，类似于 BOOST_FUSION_DEFINE_ASSOC_STRUCT 宏。

Boost.Fusion 宏 BOOST_FUSION_DEFINE_ASSOC_STRUCT 在 .../define_assoc_struct.hpp 的第 40-50 行定义。在.../define_struct.hpp（尤其是第 413 行上的宏BOOST_FUSION_DEFINE_STRUCT_IMPL）中似乎可以找到构建这些宏的大部分魔法。该文件还利用了很多 Boost.PP。

编译器： Microsoft Visual Studio 2015 Update 3（GCC、Clang 目前不是选项）。

提升： 1.64.0.

Answer 1

构建一个通过调用首选宏生成所有样板的宏相对容易：

DEFINE_DATAVAR_STRUCT(
    bar,
    (double, bar1)
    (float, bar2)
)

在这个宏中有两个参数：一个名称 (bar) 和一个元组“序列” ((double,bar1)(float,bar2))。我将“序列”放在引号中，因为为了获得可以与 Boost.Preprocessor 宏一起使用的元组序列，您需要将每个元组用 2 组括号分隔。在下面的示例中，大部分复杂性是由该问题的解决方案引起的（this answer 中的方法 3 中有更多信息。

---

Running on Wandbox

#include <iostream>
#include <boost/preprocessor/seq/for_each.hpp>
#include <boost/preprocessor/tuple/elem.hpp>
#include <boost/preprocessor/cat.hpp>
#include <boost/fusion/include/define_assoc_struct.hpp>
#include <boost/fusion/include/at_key.hpp>



#define VAR(VARNAME) vardefs::VARNAME
#define VAR_PARENTHESES(VARNAME) (vardefs)(VARNAME)

//THIS IS ONLY NEEDED IN ORDER TO GET 2 SETS OF PARENTHESES
//Heavily "inspired" from BOOST_FUSION_ADAPT_STRUCT
#define GENERATE_DATAVAR_SEQUENCE_FILLER_0(X, Y)  \
    ((X, Y)) GENERATE_DATAVAR_SEQUENCE_FILLER_1
#define GENERATE_DATAVAR_SEQUENCE_FILLER_1(X, Y)  \
    ((X, Y)) GENERATE_DATAVAR_SEQUENCE_FILLER_0
#define GENERATE_DATAVAR_SEQUENCE_FILLER_0_END
#define GENERATE_DATAVAR_SEQUENCE_FILLER_1_END

#define GENERATE_DATAVAR_SEQUENCE(MEMBERS) BOOST_PP_CAT(GENERATE_DATAVAR_SEQUENCE_FILLER_0 MEMBERS,_END)

//THESE AREN'T ACTUALLY REQUIRED BUT HELP WITH READABILITY
#define DATAVAR_GET_TYPE(TUPLE) BOOST_PP_TUPLE_ELEM(2,0,TUPLE)
#define DATAVAR_GET_NAME(TUPLE) BOOST_PP_TUPLE_ELEM(2,1,TUPLE)

//THESE ARE THE HELPERS THAT ACTUALLY GENERATE THE VARIABLE PARTS OF THE MACRO
#define GENERATE_STRUCT_KEYS(_,__,TUPLE) struct DATAVAR_GET_NAME(TUPLE);
#define GENERATE_STRUCT_DEFINITION_SEQ(_,NAME,TUPLE) (DATAVAR_GET_TYPE(TUPLE),DATAVAR_GET_NAME(TUPLE),VAR(NAME)::keys::DATAVAR_GET_NAME(TUPLE))

// ===============================================================================================
#define DEFINE_DATAVAR_STRUCT(NAME,MEMBERS)                                                      \
namespace VAR(NAME)::keys{                                                                       \
    BOOST_PP_SEQ_FOR_EACH(GENERATE_STRUCT_KEYS,_,GENERATE_DATAVAR_SEQUENCE(MEMBERS))             \
}                                                                                                \
namespace VAR(NAME) { struct index; }                                                            \
BOOST_FUSION_DEFINE_ASSOC_STRUCT(                                                                \
    VAR_PARENTHESES(NAME), type,                                                                 \
    BOOST_PP_SEQ_FOR_EACH(GENERATE_STRUCT_DEFINITION_SEQ,NAME,GENERATE_DATAVAR_SEQUENCE(MEMBERS))\
)
// -----------------------------------------------------------------------------------------------


// ========================================================
DEFINE_DATAVAR_STRUCT(
    foo,
    (char, foo1)
    (int, foo2)
    (float, foo3)
)
// --------------------------------------------------------

// ========================================================
DEFINE_DATAVAR_STRUCT(
    bar,
    (double, bar1)
    (float, bar2)
)
// --------------------------------------------------------


int main()
{
    VAR(foo)::type fooI{'a',1,2.0f};
    VAR(bar)::type barI{1.0,2.0f};

    std::cout << boost::fusion::at_key<VAR(foo)::keys::foo1>(fooI) << std::endl;
    std::cout << boost::fusion::at_key<VAR(foo)::keys::foo2>(fooI) << std::endl;
    std::cout << boost::fusion::at_key<VAR(foo)::keys::foo3>(fooI) << std::endl;
    std::cout << boost::fusion::at_key<VAR(bar)::keys::bar1>(barI) << std::endl;
    std::cout << boost::fusion::at_key<VAR(bar)::keys::bar2>(barI) << std::endl;
}