将每个枚举成员关联到一个类并从该类获取通用信息答案

【问题标题】：Associate each enum member to a class and get generic info from that class将每个枚举成员关联到一个类并从该类获取通用信息
【发布时间】：2021-05-20 20:50:18
【问题描述】：

假设我在一个枚举中有很多音频效果：

enum AudioEffect {
    CHORUS,
    FILTER,
    GAIN,
    OSCILATOR,
    PHASER
};

对于每一个，都有一个类指定如何处理音频字节：

class ChorusProcessor  : public ProcessorBase
{
public:
    ChorusProcessor()
    {
    }
}

class FilterProcessor  : public ProcessorBase
{
public:
    FilterProcessor()
    {
    }
}

每个处理器类都有可以更改的参数，这些是音频控制器（静音/取消静音、滑块等）。

在不创建处理器实例的情况下，是否可以遍历枚举，并为每个枚举获取可控值列表及其最小值和最大值？

我认为 C++ 足够聪明，可以让我们做这些事情。我会开始考虑如何将Chorus 与ChorusProcessor、Filter 与FilterProcessor 等关联起来。我该怎么做？

然后，我会让所有处理器类派生自 AudioEffectDescription 之类的类，该类有一些描述每个参数的 constexprs。

【问题讨论】：

相当粗糙，但可能类似于 this?

标签： c++ enums

【解决方案1】：

你可以通过一些技巧来做到这一点，但我不确定它到底有多大用处。您将不得不面对的主要问题是，通常您无法轻松遍历enum 的所有值。由于普通enum 的基础数据类型是整数开头，您可以使用a simple loop for a plain enum，但这对于手动设置值的任何enum 都失败，例如

enum class AudioEffect {
  Chorus = 3,
  Filter = 6,
  Gain = 5,
  Oscillator = 2,
  Phaser = 1
};

通常，您必须创建一个额外的数据结构，如 std::tuple 或 std::vector<AudioEffect>，添加所有可能的值并使用可变参数模板之类的东西循环（只要您使用模板参数，就会赢得正常循环已经不够用了）。此外，在 C++ 中，没有 virtual static 函数之类的东西。

专门的模板类

我能想到的最好的是：

声明一个类template <AudioEffect E> class Processor 并为所有可能的模板参数专门化它。我添加了两个static constexpr 函数来获取min 和max。这些都必须在所有专业中声明。我使用了两个函数min 和max，它们返回一个最小值和一个最大值，但你可以返回一个包含更多信息的std::string_view（或者在C++20 中你将能够返回一个constexpr std::string）关于不同的限制。
```
template <AudioEffect E>
class Processor: ProcessorBase {
};

template <>
class Processor<AudioEffect::Chorus>: ProcessorBase {
  public:
    // Or a single function for printing all the settings of this class
    static constexpr int min() {
      return 1;
    }
    static constexpr int max() {
      return 99;
    }
};
```

然后我可以使用 可变参数模板函数和 C++17 折叠表达式打印所有限制（假设每个实例template class Preprocessor 有一个 static constexpr 函数 min 和另一个 max

template <AudioEffect... E>
std::string print() {
  std::stringstream ss;
  ((ss << E << "\t min: " << Processor<E>::min() << ",\t max: " << Processor<E>::max() << std::endl), ...);
  return ss.str();
}

这个打印函数可以在主列表中调用，列出所有可能的参数

std::cout << print<AudioEffect::Chorus,AudioEffect::Filter,AudioEffect::Gain,AudioEffect::Oscillator,AudioEffect::Phaser>() << std::endl;

Try it here!

地图

另一种类似的方法是将enum 映射到classes（不再必须是专门的模板）与traits 类似here by

定义你的类

class ChorusProcessor: ProcessorBase {
  public:
    static constexpr int min() {
      return 1;
    }
    static constexpr int max() {
      return 99;
    }
};

然后特化一个template struct Map，它映射在enum 值和classes 之间

template<AudioEffect> struct Map;

template<> struct Map<AudioEffect::Chorus> {
  using type = ChorusProcessor;
};

并再次使用可变参数模板引入打印功能，例如

template <AudioEffect... E>
std::string print() {
  std::stringstream ss;
  ((ss << E << "\t min: " << Map<E>::type::min() << ",\t max: " << Map<E>::type::max() << std::endl), ...);
  return ss.str();
}

Try it here!

这与使用std::tuple 的solution proposed in the comments 非常相似

using Processors = std::tuple<
  ChorusProcessor,
  FilterProcessor,
  GainProcessor,
  OscilatorProcessor,
  PhaserProcessor
>;

std::tuple_element_t<AudioEffect::Filter, Processors>::value

简短但肮脏

如果您使用 enum 而不明确指定值，您也可以使用仅提供 enum (C++17) 的第一个和最后一个值的肮脏解决方案

template <AudioEffect Begin, AudioEffect End>
std::string print() {
  std::stringstream ss;
  ss << Begin << "\t min: " << Processor<Begin>::min() << ",\t max: " << Processor<Begin>::max() << std::endl;
  if constexpr (Begin != End) {
    ss << print<static_cast<AudioEffect>(static_cast<int>(Begin)+1), End>();
  }
  return ss.str();
}

这样你可以简单地用enum的第一个和最后一个值来调用它

std::cout << print<AudioEffect::Chorus,AudioEffect::Phaser>() << std::endl;

Try it here!

枚举反射

最后，对于 GCC、Clang 和 MSVC 编译器，有一种hacky 方式可以使用 __PRETTY_FUNCTION__ 标识符 获取一些枚举属性，该标识符描述为 here。（原代码有一些错别字，不是constexpr，所以最好试试here。）有了它，您可以完全摆脱Begin 和End，方法是从0 循环到检测到的enum 值数。这有点复杂，所以我将留下代码here for you to try。有了它，您可以输出所有类，而无需明确指定所有 enum 值：

std::cout << print<AudioEffect>() << std::endl;

【讨论】：