元编程：动态声明一个新结构

Question

是否可以即时声明新类型（空结构体或没有实现的结构体）？

例如

constexpr auto make_new_type() -> ???;

using A = decltype(make_new_type());
using B = decltype(make_new_type());
using C = decltype(make_new_type());

static_assert(!std::is_same<A, B>::value, "");
static_assert(!std::is_same<B, C>::value, "");
static_assert(!std::is_same<A, C>::value, "");

“手动”解决方案是

template <class> struct Tag;

using A = Tag<struct TagA>;
using B = Tag<struct TagB>;
using C = Tag<struct TagC>;

甚至

struct A;
struct B;
struct C;

但是对于模板/元一些魔术make_new_type() 函数会很好。

现在stateful metaprogramming is ill-formed 可以实现类似的事情吗？

Answer 1

在 C++20 中：

using A = decltype([]{}); // an idiom
using B = decltype([]{});
...

这是惯用代码：这就是人们在 C++20 中写“给我一个独特的类型”的方式。

在 C++11 中，最清晰最简单的方法是使用__LINE__：

namespace {
  template <int> class new_type {};
}

using A = new_type<__LINE__>; // an idiom - pretty much
using B = new_type<__LINE__>;

匿名命名空间是最重要的部分。 不将new_type 类放在匿名命名空间中是一个严重的错误：类型在翻译单元之间将不再是唯一的。在您计划发货前 15 分钟会发生各种欢闹：)

这扩展到 C++98：

namespace {
  template <int> class new_type {};
}

typedef new_type<__LINE__> A; // an idiom - pretty much
typedef new_type<__LINE__> B;

另一种方法是手动链接类型，并让编译器静态验证链接是否正确完成，如果不正确，则会报错。所以它不会很脆弱（假设魔法成功了）。

类似：

namespace {
  struct base_{
    using discr = std::integral_type<int, 0>;
  };

  template <class Prev> class new_type {
    [magic here]
    using discr = std::integral_type<int, Prev::discr+1>;
  };
}

using A = new_type<base_>;
using A2 = new_type<base_>;
using B = new_type<A>;
using C = new_type<B>;
using C2 = new_type<B>;

只需要一点点魔法就可以确保类型为 A2 和 C2 的行不会编译。这种魔法在 C++11 中是否可行是另一回事。

Answer 2

你几乎可以得到你想要的语法

template <size_t>
constexpr auto make_new_type() { return [](){}; }

using A = decltype(make_new_type<__LINE__>());
using B = decltype(make_new_type<__LINE__>());
using C = decltype(make_new_type<__LINE__>());

这是可行的，因为每个 lambda 表达式都会产生唯一的类型。因此，对于<> 中的每个唯一值，您将获得一个不同的函数，该函数返回一个不同的闭包。

如果你引入一个宏，你就可以不用像 __LINE__ 这样输入了

template <size_t>
constexpr auto new_type() { return [](){}; }

#define make_new_type new_type<__LINE__>()

using A = decltype(make_new_type);
using B = decltype(make_new_type);
using C = decltype(make_new_type);

Answer 3

我知道......它们是邪恶的......但在我看来，这是适用于旧 C 风格宏的作品

#include <type_traits>

#define  newType(x) \
struct type_##x {}; \
using x = type_##x;

newType(A)
newType(B)
newType(C)

int main ()
 {
   static_assert(!std::is_same<A, B>::value, "");
   static_assert(!std::is_same<B, C>::value, "");
   static_assert(!std::is_same<A, C>::value, "");
 }