在编译时构建类型列表 - 没有 C++11

Question

我想做精确的this 来获取类型/类的列表。但我不能使用 C++11。有什么建议我可以将类型附加到模板列表吗？

编辑：一些我想做的代码：

#include <iostream>
#include <typeinfo>
#include <boost/mpl/vector.hpp>
#include <boost/mpl/push_back.hpp>
#include <boost/mpl/for_each.hpp>

using namespace std;

class A {};
class B {};
class C {};

typedef boost::mpl::vector<> type1;
// supposed I'd like to have this as a #define macro so someone can call
// REGISTER_CLASS(A) and push the type into a list
typedef boost::mpl::push_back<type1, A> type2;
typedef boost::mpl::push_back<type2, B> type3;
typedef boost::mpl::push_back<type3, C> type4;

template <typename T> struct wrap {};

struct Print
{
      template <typename T> void operator()( wrap<T> t ) const
      {
            cout << typeid( T ).name() << endl;
      }
};

int main()
{
      // this doesn't compile because type4 is a sequence of sequence
      // supposed, I need to "flatten" this list so it's eqv to vector<A,B,C>
      boost::mpl::for_each<type4, wrap<boost::mpl::placeholders::_1> >( Print() );

      // second problem is that I'd like to have typedef of 1 typelist only, not
      // type1, type2, ... typeN, since I don't know the exact number of classes

      return 0;
}

Answer 1

首先，您的代码无法编译的实际问题是您正在对操作进行类型定义，而不是它们的结果。改成这样：

typedef boost::mpl::push_back<type1, A>::type type2;
typedef boost::mpl::push_back<type2, B>::type type3;
typedef boost::mpl::push_back<type3, C>::type type4;

---

现在更全面地了解为什么需要 typedef。

使用元编程技术（如您的情况下的模板元编程）需要心理上的“转变”，因为范式不同于“普通”C++。 C++ 本身是一种命令式语言。元程序是功能性的。

就数据结构而言，函数式范式意味着数据结构始终是不可变的。例如，在命令式语言中，您可以这样做：

vector<int> v;
v.push(4);
v.push(7);
v.push(42);
process(&v);
print(v);

在函数式语言中，等效代码为：

v = vector<int>;
v1 = v.push(4);
v2 = v1.push(7);
v3 = v2.push(42);
v4 = process(v3);
print(v4);

或者，使用更多功能符号，如下所示：

print(process(vector<int>().push(4).push(7).push(42)));

在纯函数式（LISP 样式）表示法中，它是：

(print (process (push (push (push (vector<int>) 4) 7) 42)))

另一种说法是，在函数式语言中，数据结构不是存储的，它们是产生的。

回到 C++ 模板元编程和 Boost.MPL，这意味着将类型 T 附加到类型列表（MPL 向量）v 的唯一方法是将 boost::mpl::push_back<v, T>::type 传递到您要处理“带有T 的向量被推回”。为了维护DRY，您通常使用 typedef 为“带有T 推回的向量”。

---

很遗憾，这意味着无法按照您的意愿创建REGISTER_CLASS 宏。您可以通过更多元编程（包括使用 Boost.Preprocessor）来制作类似的东西。

这个想法是使用 Boost.Preprocessor slot 来保存类型列表的最后一个标识符。与其直接调用REGISTER_CLASS 宏，不如直接调用#included，类名通过另一个宏传递。像这样的：

internal_register.hpp

//This file MUST NOT have include guards

#ifndef CLASS_TO_REGISTER
  #error You must define CLASS_TO_REGISTER before executing REGISTER_CLASS()
#endif

typedef boost::mpl::push_back<
  CURRENT_TYPELIST(),
  CLASS_TO_REGISTER
>::type BOOST_PP_CAT(registered, BOOST_PP_INC(BOOST_PP_SLOT(1)));

#undef CLASS_TO_REGISTER

#define BOOST_PP_VALUE BOOST_PP_SLOT(1) + 1
#include BOOST_PP_ASSIGN_SLOT(1)

registration.hpp

typedef boost::mpl::vector<>::type registered0;

#define BOOST_PP_VALUE 0
#include BOOST_PP_ASSIGN_SLOT(1)

#define REGISTER_CLASS() "internal_register.hpp"

#define CURRENT_TYPELIST() BOOST_PP_CAT(registered, BOOST_PP_SLOT(1))

ma​​in.cpp（或任何其他用法）：

#include "registration.hpp"

class A {};
class B {};
class C {};

#define CLASS_TO_REGISTER A
#include REGISTER_CLASS()

#define CLASS_TO_REGISTER B
#include REGISTER_CLASS()

#define CLASS_TO_REGISTER C
#include REGISTER_CLASS()

template <typename T> struct wrap {};

struct Print
{
      template <typename T> void operator()( wrap<T> t ) const
      {
            cout << typeid( T ).name() << endl;
      }
};

int main()
{
      boost::mpl::for_each<CURRENT_TYPELIST(), wrap<boost::mpl::placeholders::_1> >( Print() );

      return 0;
}

当涉及多个翻译单元时，需要进行更多调整才能正常工作（在这种情况下有些事情根本无法完成，如果将适当的标识符放在匿名命名空间中，有些事情可以完成）。但它应该作为一个起点。