定制 C++预处理器/类型宏

Question

看到了 Ruby 和 Python 中元编程的优势，但在实际工作中必须使用 C++ 和 C 等较低级语言，我正在考虑如何将两者结合起来。一个例子是对任意结构/类的列表进行排序的简单问题。例如：

struct s{
  int a;
  int b;
};

vector<s> vec;
for(int x=0;x<10;x++){
  s inst;
  inst.a = x;
  inst.b = x+10;
  vec.push_back(inst);
}

最终，我希望能够使用最少量的样板代码对 inst 进行任意排序。我能想到的最简单的方法是利用 STL 的排序：

sort(vec.begin(),vec.end());

但这需要我编写一个可以比较“struct s”的方法。我宁愿做的是：

sort(vec,a ASC,b DESC);

这显然不是有效的 C++。

实现我的梦想的最佳方式是什么？如果我有某种类型的宏，它会向我揭示向量元素的类型，那么编写 C 预处理器宏来创建排序所需的函数就很简单了。

另一种选择似乎是编写我自己的预处理器。这很有效，直到我必须再次推断出“vec”的类型。有没有简单的方法可以做到这一点？

背景：更少的代码=更少的错误、编程竞赛。

Answer 1

对于上述内容，您可以使用 Boost.Lambda内联编写比较函数，就像 Python lambda 一样：

using namespace boost::lambda;

std::sort(vec.begin(), vec.end(), (_1 ->* &s::a) < (_2 ->* &s::a));

这当然假设您按 a 排序。

如果您要查找的表达式要复杂得多，那么最好编写一个单独的函数；即使在像 Python 和 Ruby 这样原生支持闭包的语言中，复杂的闭包也变得非常难以阅读。

警告：上面的代码未经测试。

希望这有帮助！

Answer 2

我会坚持为 struct 编写一个比较运算符。定义比较运算符的好处是，您不会最终得到分散在各处的多个 lambda 比较。您可能多次需要比较运算符，那么为什么不在逻辑位置（与类型一起）定义一次呢？

就我个人而言，我更喜欢编写一次代码并将其保存在特别容易找到的地方。我也喜欢编写与我所使用的语言相关的惯用代码。在 C++ 中，我期望使用构造函数、析构函数、小于运算符等。您最好编写一个小于运算符，然后让 std::sort(vec.begin(), vec.end()) 完成其正确的工作。如果您确实想让代码清晰，那么可以这样做：

struct S {
    int a, b;
    bool less_than(S const& other) {...};
};
bool operator<(S const& left, S const& right) {
    return left.less_than(right);
}

如果您定义一个成员函数来进行比较，然后在命名空间级别提供运算符，那么当您必须否定比较时，生活会容易得多。例如：

void foo(std::vector<S>& svec) {
    std::sort(svec.begin(), svec.end(), std::not1(&S::less_than));
}

这段代码未经测试，但您已经明白了。

Answer 3

如果您使用的是 C++11，则可以使用 Linq 对其进行排序：

auto q = LINQ(from(x, vec) orderby(ascending x.a, descending x.b));

或者如果您不喜欢查询语法，您也可以使用扩展方法：

auto q = vec | linq::order_by([](s x) { return x.a; }) 
             | linq::then_by_descending([](s x) { return x.b; }); 

两者在功能上是等效的。

Answer 4

对于 C++，标准库提供 algorithms 标头，其中包含许多适用于各种容器的有用函数。适合您的目的的一个例子是：

bool sCompare(const s & s1, const s & s2) {
return s1.a+s1.b/1000 < s2/a+s2.b/1000;
}

vector<s> vec;
...
std::sort(vec.begin(), vec.end(), sCompare);

sort 有一个看起来像这样的原型：

template<class Iter, class Op>
void sort(Iter& start, Iter& stop, Op&  op);

大多数这些算法应该适用于任何标准容器（一些特定于排序容器，一些关联容器等）。我相信排序（和其他）甚至可以与数组一起使用（迭代器是算法的基础，旨在尽可能模拟指向数组元素的指针。）

简而言之，使用现代 C++，您将不需要特殊的预处理器来实现你正在尝试做的事。

顺便说一句，如果您声明您正在使用 std 或 std::sort，则 sort(vec.begin(),vec.end()) 有效c++；