如何通过字符串名称访问结构属性？

Question

我有一个结构：

typedef struct Tick {
    double open;
    double high;
    double low;
    double close;
    double ema100;
} Tick;

我想访问给定密钥的属性：

Tick currentTick = {44.5, 45.1, 44.2, 44.6, 44.255};
std::string key = "ema100";

std::cout << currentTick[key];

有没有办法在不使用std::map 的情况下做到这一点？我想答案是否定的，但我只是想在修改所有内容以使用std::map 并增加我的内存需求之前确定。

Answer 1

有没有办法在不使用 std::map 的情况下做到这一点？

只要你愿意接受一系列级联的if-else 语句，你就可以做到。

不过我会质疑设计。

您可以部分使用基于标签的成员变量。 Sample working example:

#include <iostream>

struct OpenTag {};
struct HighTag {};
struct LowTag {};
struct CloseTag {};
struct Ema100Tag {};

struct Tick {

   template <typename Tag> struct Member
   {
      double val;

      operator double () const { return val; }

      operator double& () { return val; }
   };

   struct AllMembers : Member<OpenTag>, 
                       Member<HighTag>,
                       Member<LowTag>,
                       Member<CloseTag>,
                       Member<Ema100Tag> {};

   AllMembers data;

   template <typename Tag>
      double operator[](Tag t) const
      {
         return (Member<Tag> const&)(data);
      }

   template <typename Tag>
      double& operator[](Tag t)
      {
         return (Member<Tag>&)(data);
      }

};

---

int main()
{
   Tick t;
   t[OpenTag()] = 12.345;
   std::cout << t[OpenTag()] << std::endl;
}

输出：

12.345

Answer 2

您正在寻找的功能称为反射。本机 C++ 不支持此功能。您可以检查一些第 3 方库来为您进行反射（但仍需要大量手动操作）。

或者另一个选项是（正如你提到的）使用std::map（或者更确切地说是std::unordered_map，因为它会表现更好）将名称映射到类中字段的id或偏移量（指针），然后通过switch语句（前一种情况）或直接使用指针（后一种情况）修改字段值。

Answer 3

您可以使用编译时可用的元数据来做到这一点。但是，我们必须手动完成：

template<typename Class, typename T>
struct Property {
    constexpr Property(T Class::*aMember, const char* aName) : member{aMember}, name{aName} {}

    using Type = T;

    T Class::*member;
    const char* name;
};

template<typename Class, typename T>
constexpr auto makeProperty(T Class::*member, const char* name) {
    return Property<Class, T>{member, name};
}

现在我们有了一个可以保存所需元数据的类。使用方法如下：

struct Dog {
    constexpr static auto properties = std::make_tuple(
        makeProperty(&Dog::barkType, "barkType"),
        makeProperty(&Dog::color, "color")
    );

private:
    std::string barkType;
    std::string color;
};

现在我们可以通过递归对其进行迭代：

template<std::size_t iteration, typename T, typename U>
void accessGetByString(T&& object, std::string name, U&& access) {
    // get the property
    constexpr auto property = std::get<iteration>(std::decay_t<T>::properties);

    if (name == property.name) {
        std::forward<U>(access)(std::forward<T>(object).*(property.member));
    }
}

template<std::size_t iteration, typename T, typename U>
std::enable_if_t<(iteration > 0)>
getByStringIteration(T&& object, std::string name, U&& access) {
    accessGetByString<iteration>(std::forward<T>(object), name, std::forward<U>(access));
    // next iteration
    getByStringIteration<iteration - 1>(std::forward<T>(object), name, std::forward<U>(access));
}

template<std::size_t iteration, typename T, typename U>
std::enable_if_t<(iteration == 0)>
getByStringIteration(T&& object, std::string name, U&& access) {
    accessGetByString<iteration>(std::forward<T>(object), name, std::forward<U>(access));
}

template<typename T, typename U>
void getByString(T&& object, std::string name, U&& access) {
    getByStringIteration<std::tuple_size<decltype(std::decay_t<T>::properties)>::value - 1>(
        std::forward<T>(object),
        name,
        std::forward<U>(access)
    );
}

最后，你可以像这样使用这个工具：

struct MyAccess {
    void operator()(int i) { cout << "got int " << i << endl; }
    void operator()(double f) { cout << "got double " << f << endl; }
    void operator()(std::string s) { cout << "got string " << s << endl; }
}

Dog myDog;

getByString(myDog, "color", MyAccess{});

这肯定可以通过重载 lambda 来简化。要了解有关重载 lambda 的更多信息，请参阅blog post

原始代码取自该答案：C++ JSON Serialization

有一个建议可以让这样的事情变得更容易。 这被P0255r0覆盖了

Answer 4

老实说，我认为使用重载的 operator[] 和 if-else 语句就是您真正需要的。给定任何一个班级，他们的成员真的那么多吗？在我看来，其他解决方案为这样一个简单的任务提供了太多的开销。我会做这样的事情：

template <typename T>
T& operator[](const std::string& key) 
{
    if (key == ...)
        // do something
}