每次实例化泛型类时增加编译时变量答案

【问题标题】：Increase compile-time variable with every instantiation of a generic class每次实例化泛型类时增加编译时变量
【发布时间】：2013-01-28 10:34:01
【问题描述】：

我有这门课：

template <typename T, uint64_t N>
struct Probe {
  static const uint64_t Counter = N;
  typedef T Type;
};

我用作：

typedef Probe <int, 0> FirstIntProbe;
typedef Probe <int, 1> SecondIntProbe;
typedef Probe <float, 2> FloatProbe;

是否可以创建一个编译时\宏方法，它允许我在不指定第二个参数的情况下实例化此类，例如：

typedef Probe <int, Something?> FirstIntProbe;
typedef Probe <int, Something?> SecondIntProbe;
typedef Probe <float, Something?> FloatProbe;

我认为这是不可能的，但我又看到人们用 C++ 做我以前认为不可能的事情。

更新：

不需要加一，重要的是每个探头都有自己的编号。
不需要唯一跨不同 .cpp 文件\翻译单元的编号。

【问题讨论】：

N 的值从 0 开始并且始终是连续的是否重要？那么跨翻译单元的行为呢？一些编译器有__COUNTER__，这对于您的目的可能已经足够了。

标签： c++ c++11 generic-programming

【解决方案1】：

您可以考虑使用__COUNTER__ 宏，它是一个编译器扩展（但在GCC 和MSVC 等上受支持）。请注意，__COUNTER__ 仅在每个翻译单元中是唯一的，即每个 .cpp 文件。

编辑：在多个翻译单元中包含标题是可以的。此示例链接并运行良好（基于 GCC 4.5）：

probe.h：

template <typename T, int N>
struct Probe {
    typedef T Type;
};

#define DECLARE_PROBE(type) typedef struct Probe<type, __COUNTER__>

main.cpp：

#include "test.h"

DECLARE_PROBE(int) intprobe;
DECLARE_PROBE(float) floatprobe;

int main(int argc, char** argv) {
    intprobe ip;
    floatprobe fp;
    return 0;
}

test.cpp：

#include "test.h"

DECLARE_PROBE(int) intprobe;
DECLARE_PROBE(float) floatprobe;

static intprobe ip;
static floatprobe fp;

【讨论】：

这如何工作？ __COUNTER__ 针对每个翻译单元中的每次使用进行扩展。因此，如果Probe 在标题中，并且包含在多个翻译单元中，由于违反了一个定义规则，您将有未定义的行为，即使Probe 仅存在于单个翻译单元中，如果__COUNTER__ 是宏的一部分，它只会被扩展一次。
正如我所提到的，__COUNTER__ 只是每个翻译单元唯一的。 __COUNTER__ 在宏使用中扩展得很好；试试#define DECLARE_PROBE(type) typedef struct Probe<type, __COUNTER__> 的大小。
我已经用示例用法编辑了答案。将模板类和宏定义包含在一个公共头文件中是非常好的。
如果我在两个不同的翻译单元中调用 DECLARE_PROBE？
@JamesKanze：我刚刚做了，在那个例子中。只要定义相同，ODR 就可以使用多个定义（如果您真的想查找它，请参见第 3.2.5 节）。想想看——如果不是这样，每次你在不同的翻译单元中实例化 std::vector<int> 时，你的编译器都会出错......

【解决方案2】：

其实很简单如果你不需要积分常量表达式（即您没有使用 Counter 作为数组等的维度）：只需使用全局静态计数器（或将其放在非模板基类中），以及每次在初始化中使用它时都会增加它。比如：

int currentProbeCounter;

template <typename T>
struct Probe
{
    static int const counter;
    //  ...
};

template <typename T>
const int Probe<T>::counter = ++ currentProbeCounter;

请注意，这只会分配Probe<T>::counter 当（或如果）你使用它时给定的类型；你可能想用它在Probe 的构造函数中（即使你不需要）确保它的创建。（另一方面，如果你从不使用它，谁在乎它是否从未被创建。）

【讨论】：

为计数器使用一个实际的静态变量需要编译器为其实例化存储（和初始化）；这可能比为计数器使用常量模板参数更可取，后者不需要存储并允许编译器对其进行优化并将其折叠成表达式。
@sheu 但是没有其他解决方案（据我所知）有效。一旦您使用多个翻译单元，任何使用宏的操作都会失败。
除了上面的宏吗？
@sheu 如果您将所有声明限制在同一个文件中，上面的宏仅有效。在这种情况下，您不妨像其他人一样只使用__LINE__，而不必为非便携式解决方案而烦恼。
好吧，不幸的是我确实需要一个编译时积分常数

【解决方案3】：

您可以使用Boost.Preprocessor 为您完成这项工作。

【讨论】：