为任意 UDT 创建可序列化的唯一编译时标识符

Question

我想要一种为任何 C++ 用户定义类型创建唯一编译时标识符的通用方法。
例如：

unique_id<my_type>::value == 0 // true
unique_id<other_type>::value == 1 // true  

我已经设法使用预处理器元编程来实现类似的东西，但问题是，序列化并不一致。例如，如果类模板 unique_id 首先用 other_type 实例化，那么我的程序以前版本中的任何序列化都将失效。

我已经搜索过这个问题的解决方案，如果唯一值是编译时常量，我发现有几种方法可以通过不一致的序列化来实现这一点。如果使用 RTTI 或类似方法，如 boost::sp_typeinfo，则唯一值显然不是编译时常量，并且存在额外开销。这个问题的一个临时解决方案是，以正确的顺序在单独的标头中实例化所有 unique_id，但这会导致额外的维护和样板代码，这与使用 enum unique_id{my_type, other_type}; 没有什么不同。

这个问题的一个很好的解决方案是使用用户定义的文字，不幸的是，据我所知，目前没有编译器支持它们。语法是 'my_type'_id; 'other_type'_id; 和 udl。

我希望有人知道一个技巧，它允许使用当前标准 (C++03/C++0x) 在 C++ 中实现可序列化的唯一标识符，如果它与最新的稳定 MSVC 和GNU-G++ 编译器，虽然我希望有解决方案，但它不是可移植的。

我想澄清一下，使用mpl::set 或类似mpl::vector 和过滤的构造并不能解决这个问题，因为元集/向量的范围是有限的，实际上导致的问题不仅仅是预处理器元编程。

Answer 1

不久前，我在我的一个项目中添加了一个构建步骤，这使我可以在 C++ 源文件中编写 @script_name(args) 并自动将其替换为相关脚本的输出，例如 ./script_name.pl args 或 @ 987654323@。

您可能不愿意将语言污染到非标准 C++ 中，但您所要做的就是编写 @sha1(my_type) 以获得类名的唯一整数散列，而不管构建顺序如何，并且不需要显式实例化。

这只是许多可能的非标准解决方案之一，我认为这是一个相当干净的解决方案。目前没有很好的方法在你的类上强加一个任意的、一致的顺序而不只是明确地指定它，所以我建议你简单地放弃并走明确的实例化路线；集中信息并没有什么问题，但正如你所说，它与枚举并没有什么不同，这正是我在这种情况下实际使用的。

Answer 2

数据的持久性是一个非常有趣的问题。

我的第一个问题是：你真的想要 序列化 吗？如果您愿意研究替代方案，请跳至下一部分。

如果您还在那里，我认为您还没有充分利用 typeid 解决方案。

// static detection
template <typename T>
size_t unique_id()
{
  static size_t const id = some_hash(typeid(T)); // or boost::sp_typeinfo
  return id;
}

// dynamic detection
template <typename T>
size_t unique_id(T const& t)
{
  return some_hash(typeid(t)); // no memoization possible
}

注意：我使用本地静态来避免初始化顺序问题，以防在输入 main 之前需要此值

它与您的unique_id<some_type>::value 非常相似，即使它是在运行时计算的，它也只计算一次，然后将结果（用于静态检测）存储起来以供将来调用。

另请注意，它是完全通用的：无需为每种类型显式编写函数。

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这可能看起来很傻，但是序列化的问题是你在类型和它的表示之间有一个一对一的映射：

• 您需要对表示进行版本化，以便能够解码“旧”版本
• 处理前向兼容性非常困难
• 处理循环引用非常困难（某些框架会处理它）
• 然后是信息从一个转移到另一个的问题 --> 反序列化旧版本变得混乱和令人沮丧

对于持久保存，我通常建议使用专用 BOM。将保存的数据视为给未来自己的信息。而且我通常会加倍努力并提出很棒的 Google Proto Buffer 库：

• 内嵌向后和向前兼容性
• 多种格式输出 -> 人类可读（用于调试）或二进制
• 多种语言可以读/写相同的消息（C++、Java、Python）

Answer 3

很确定您必须实现自己的扩展才能实现这一点，我还没有看到也没有听说过任何这样的编译时构造。 MSVC 为预处理器提供__COUNTER__，但我知道没有等效模板。