具有 0..n 参数的跨平台可变参数宏答案

【问题标题】：Cross platform variadic macro with 0..n parameters具有 0..n 参数的跨平台可变参数宏
【发布时间】：2019-04-13 14:09:46
【问题描述】：

对于参数包，我需要一个宏，它可以采用任意数量的参数（实际上是类型），它可以跨平台工作。此代码与 GCC、LLVM 和 MSVC 很好地配合使用（在预处理器被重新设计为 support the ## sequence 之后（参见行为 4 [可变参数宏中的逗号省略] ):

class A {};
class B: A {};
class C: A {};
class D: A {};

template<typename... Interfaces>
class Aggregator: public Interfaces... {
};

#define INNER(...) typedef Aggregator<__VA_ARGS__> AGG;
#define ENVIRONMENT(...) INNER(B, C, ## __VA_ARGS__)

ENVIRONMENT(D)

这里的问题是空参数情况（ENVIRONMENT()）。由于我还不能使用 C++20（它带有 __VA_OPT__() 令牌序列，我必须找到一个最多需要 C++17 的解决方案。GCC + LLVM 对空参数列表没有问题，但是 MSVC 坚持至少有一个参数才能使逗号省略起作用。

需要什么才能使这个结构也能完全与 MSVC 一起工作？

更新：

事实证明，空参数情况也不适用于 GCC：https://godbolt.org/z/1zKZO-。

【问题讨论】：

"GCC + LLVM 对空参数列表没有问题" - they actually do have a problem，除非使用 gnu++ 模式编译。这个特定的例子可能会使用可变别名模板。
有趣，似乎我需要专门针对 GCC 进行更多测试，但是我已经看到了很多没有提及 GNU 扩展要求的令牌粘贴序列解决方案。使用（Apple）LLVM 10（不使用 GNU 扩展），它可以在没有任何警告的情况下编译。

标签： c++ visual-c++ c-preprocessor template-meta-programming

【解决方案1】：

这是一种实际上可以满足您要求的方法...我已经将其预定义为与 MSVC、gcc 和 clang 一起使用（仅与 gcc 和 clang 或仅使用 MSVC 一起使用会更简单）。

这实现了OPTIONAL，它需要一个元组（带括号的标记）作为第一个参数。当 OPTIONAL 仅使用空的第二个参数调用时，它会扩展为空；否则，它将扩展为第一个参数的展开版本。最终结果是 C++20 的__VA_OPT__ 的一种模拟（但肯定不是等效）。

以下是OPTIONAL的实现，并支持宏：

#define GLUE(A,B) GLUE_C(GLUE_I,(A,B))
#define GLUE_C(A,B) A B
#define GLUE_I(A,B) A##B
#define FIRST(...) FIRST_C(FIRST_I,(__VA_ARGS__,))
#define FIRST_C(A,B) A B
#define FIRST_I(X,...) X
#define THIRD(...) THIRD_C(THIRD_CC,(THIRD_I,(__VA_ARGS__,,,)))
#define THIRD_C(A,B) A B
#define THIRD_CC(A,B) A B
#define THIRD_I(A,B,C,...) C
#define COUNT(...) COUNT_C(COUNT_I,(__VA_ARGS__,9,8,7,6,5,4,3,2,1,))
#define COUNT_C(A,B) A B
#define COUNT_I(_,_9,_8,_7,_6,_5,_4,_3,_2,X,...) X
#define DISCARD_ARGUMENTS(...)
#define OPTIONAL(APPLY_,...) \
   THIRD(GLUE(OPTIONAL_SHIFT_IF_1_IS_,COUNT(__VA_ARGS__)),\
         OPTIONAL_SINGLE_CASE,\
         APPLY_OPTION) \
   (APPLY_,__VA_ARGS__)
#define OPTIONAL_SHIFT_IF_1_IS_1 ,
#define OPTIONAL_SINGLE_CASE(APPLY_,...) \
   THIRD(OPTIONAL_SHIFT_TEST __VA_ARGS__ (0_UNLOCK), \
         DISCARD_ARGUMENTS, \
         APPLY_OPTION)(APPLY_,)
#define OPTIONAL_SHIFT_TEST(...) GLUE(OPTIONAL_APPLY_SHIFT_TEST_,FIRST(__VA_ARGS__))
#define OPTIONAL_APPLY_SHIFT_TEST_0_UNLOCK ,

#define APPLY_OPTION(A,...) APPLY_OPTION_C(APPLY_OPTION_I,A)
#define APPLY_OPTION_C(A,B) A B
#define APPLY_OPTION_I(...) __VA_ARGS__

核心机制是“间接第三宏”；这里的想法是生成第一个参数，该参数应用一些“测试”，如果出现感兴趣的内容，则生成一个逗号，将第二个参数移动到选择之前的第三个位置。

OPTIONAL 使用了两次；如果有一个论点，则进行下一阶段测试，以查看该论点是否没有标记。此测试在OPTIONAL_SHIFT_TEST 和(0_UNLOCK) 之间注入参数的标记；如果没有标记，则进行调用，并且此宏将生成一个对象宏，该宏将创建移动逗号。这种间接方式是有意的，允许括号出现在第一个参数中而不会检测到错误（参见演示）。

需要什么才能使这个构造也能与 MSVC 完全兼容？

...内置在所有宏的间接层中的是“调用者宏”；这里，名字里都有_C，取两个参数A和B，简单展开为A B；它们的用途始终是将宏名称与宏参数集分开。那些地址 MSVC。如果我真的试图定位 MSVC（无论出于何种原因），只需要一个这样的调用者；然而，通过为每个宏集创建一个调用者，我们也可以为 MSVC 和 gcc/clang 进行这项工作。（ETA：THIRD 需要两个调用方间接调用；一次用于第三个本身的不同参数，另一个用于正确解释扩展的第一个参数的逗号，因为这是 THIRD 宏的全部意义）。

请注意，这不依赖于任何编译器特定的逗号省略技巧。

最后...有了OPTIONAL，您需要做的就是：

#define INNER(...) typedef Aggregator<__VA_ARGS__> AGG;
#define ENVIRONMENT(...) INNER(B, C OPTIONAL((,),__VA_ARGS__) __VA_ARGS__)

Godbolt 演示

gcc/clang：https://godbolt.org/z/GK3Huh
MSVC：https://godbolt.org/z/kvRPau

【讨论】：

【解决方案2】：

这样的事情怎么样？

template <class... X>
using INNER = Aggregator<B, C, X...>;

#define ENVIRONMENT(...) typedef INNER<__VA_ARGS__> AGG

ENVIRONMENT(); // Or ENVIRONMENT(D)

希望这会有所帮助...

【讨论】：