如何做一个运行时子类化系统答案

【问题标题】：How to do a runtime subclassing system如何做一个运行时子类化系统
【发布时间】：2014-07-08 23:35:14
【问题描述】：

我正在做一个可以在运行时定义的子类系统。我有一个子类转发表的方法（std::map），如果表中没有方法，则使用超类方法。

示例（函数参数和返回类型不是问题，我只是简化了）：

class Superclass {
public:
    virtual void doSomething();
};

class Superclass_subclass : public Superclass {
public:
    std::map< std::string,std::function<void (Superclass_subclass*)> > table;

    int doSomething(int a, int b) {
        if( table.count("doSomething") == 0 ) return Superclass::doSomething(a,b);
        return table.at("doSomething")(this,a,b);
    }
};

现在我正在研究宏以简化创建_subclass 类的过程。现在我得到了以下宏：

#define runtime_subclass_begin(Superclass) //...
#define runtime_subclass_method(Superclass,rtype,method,args_def,args_call) //...
#define runtime_subclass_end
#define GROUP(...) __VA_ARGS__


runtime_subclass_begin(Superclass)
runtime_subclass_method(Superclass,int,doSomething,GROUP(int a,int b),GROUP(a,b))
runtime_subclass_end

这对我来说效果很好，除了我必须重复参数，一次使用类型（int a, int b），一次用于调用底层函数（a,b）。我想知道是否有更好的方法来做到这一点。

【问题讨论】：

我想知道如何，但你说你已经解决了地图中函数签名的问题。那么可变参数模板可能有用吗？喜欢template<typename ...Args> void doSomething(Args ...args) { table.at("doSomething")(this, args...) }
@leemes 这样做是行不通的，因为我需要 doSomething 覆盖 SuperClass::doSomething，你知道我的意思吗？顺便说一句，我使用void* 解决了参数传递问题并将其转换为正确的std::function 变体。
为什么？您仍然必须将其编写为代码，因此对我来说使用传统的虚函数似乎更明智。而且很有可能快 10-100 倍。
@MatsPetersson std::function 是用解释语言定义的，比如 Lua 或 Python。

标签： c++ metaprogramming c-preprocessor

【解决方案1】：

如果您想要删除声明中参数名称的冗余（在声明列表中出现一次及其类型，一次在调用列表中作为名称出现），您可以通过提供名称和将类型作为两个单独的列表，并使用适当的双参数映射宏将它们压缩在一起。

假设以上是准确的，看起来实际参数名称也不是太重要，因此您可以通过预定义一个虚拟名称列表来进一步简化您的声明，并将其排除在声明的可见部分之外：

#define NARGS(...) NARGS_(__VA_ARGS__, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0)
#define NARGS_(_10, _9, _8, _7, _6, _5, _4, _3, _2, _1, N, ...) N

#define CAT(A, B) CAT_(A, B)
#define CAT_(A, B) A##B
#define ID(...) __VA_ARGS__
#define APPEND(L, E) ID(L),E
#define FIRST(A, ...) A
#define REST(A, ...) __VA_ARGS__

#define ZIP(F, L1, L2) CAT(ZIP_, ID(NARGS L1))(F, L1, L2)

#define ZIP_4(F, L1, L2) F(ID(FIRST L1), ID(FIRST L2)), ZIP_3(F, (ID(REST L1)), (ID(REST L2)))
#define ZIP_3(F, L1, L2) F(ID(FIRST L1), ID(FIRST L2)), ZIP_2(F, (ID(REST L1)), (ID(REST L2)))
#define ZIP_2(F, L1, L2) F(ID(FIRST L1), ID(FIRST L2)), ZIP_1(F, (ID(REST L1)), (ID(REST L2)))
#define ZIP_1(F, L1, L2) F(ID(FIRST L1), ID(FIRST L2))
#define ZIP_0(F, L1, L2)


#define GENSYMS (_0, _1, _2, _3, _4, _5, _6, _7, _8, _9)

#define runtime_subclass_method(Superclass,rtype,method,args) \
    rtype method(ZIP(EMIT_DECL, args, GENSYMS)) { \
        if( table.count(#method) == 0 ) return Superclass::method(ZIP(EMIT_CALL, args, GENSYMS)); \
        return table.at(#method)(this, ID(ZIP(EMIT_CALL, args, GENSYMS))); \
    }
#define EMIT_DECL(T, N) T N
#define EMIT_CALL(T, N) N


runtime_subclass_method(Superclass,int,doSomething,(int,int))

此示例的大部分内容都是实用程序（例如CAT）。扩展ZIP、NARGS 和GENSYMS 以接受更多参数（四个有点小，实用）应该是微不足道的。

方法声明只接受参数类型列表，将它们与声明的预定义列表中的名称压缩在一起，然后将长度与名称压缩在一起以生成调用列表。

【讨论】：