C++宏/元程序在编译时确定成员数量

Question

我正在开发一个具有基于消息/类似异步代理架构的应用程序。 将有几十种不同的消息类型，每种类型都由 C++ 类型表示。

class message_a
{
  long long identifier;
  double some_value;
  class something_else;
  ...//many more data members
}

是否可以编写一个宏/元程序来允许在编译时计算类中的数据成员数量？

//eg:

class message_b
{
  long long identifier;
  char foobar;
}


bitset<message_b::count_members> thebits;

我不熟悉C++元编程，但是boost::mpl::vector可以让我完成这种类型的计算吗？

Answer 1

正如其他人已经建议的那样，您需要 Boost.Fusion< /a> 及其 BOOST_FUSION_DEFINE_STRUCT。您需要使用未使用但简单的语法定义一次结构。结果，您会收到所需的 count_members （通常命名为 size）以及更多的灵活性。

您的示例：

定义：

BOOST_FUSION_DEFINE_STRUCT(
    (), message_a,
    (long long, identifier),
    (double, some_value)
)

用法：

message_a a;
size_t count_members = message_a::size;

Answer 2

不，C++ 中无法知道所有成员的名称或实际有多少个成员。

您可以将所有类型存储在您的类中的 mpl::vector 中，但随后您面临的问题是如何将它们转换为具有适当名称的成员（如果没有一些宏黑客技术，您就无法实现这一点）。

使用 std::tuple 代替 POD 是一种通常有效的解决方案，但当您实际使用元组（无命名变量）时，会产生令人难以置信的混乱代码，除非您在某个时候转换它或有一个包装器将访问器转发到元组成员。

class message {
public:
  // ctors
  const int& foo() const { return std::get<0>(data); }
  // continue boiler plate with const overloads etc

  static std::size_t nun_members() { return std::tuple_size<data>::value; }
private:
  std::tuple<int, long long, foo> data;
};

使用 Boost.PP 和 MPL 的解决方案：

#include <boost/mpl/vector.hpp>
#include <boost/mpl/at.hpp>
#include <boost/preprocessor.hpp>
#include <boost/preprocessor/arithmetic/inc.hpp>

struct Foo {
  typedef boost::mpl::vector<int, double, long long> types;

// corresponding type names here
#define SEQ (foo)(bar)(baz)
#define MACRO(r, data, i, elem) boost::mpl::at< types, boost::mpl::int_<i> >::type elem;
BOOST_PP_SEQ_FOR_EACH_I(MACRO, 0, SEQ)

};

int main() {
  Foo a;
  a.foo;
}

我没有测试它，因此可能存在错误。

Answer 3

有几个答案只是说这是不可能的，如果您没有链接到 magic_get 我会同意他们的观点。但令我惊讶的是，magic_get 表明在某些情况下这实际上是可能的。这表明证明某事不可能比证明某事可能更难！

对您问题的简短回答是直接使用 magic_get 中的设施，而不是自己重新实现它们。毕竟，即使查看 pre-Boost 版本的代码，它也不完全是清楚它是如何工作的。在评论中，有一次提到了一些关于构造函数参数的内容；我怀疑这是关键，因为它是可以计算常规函数的参数，因此它可能正在计算大括号初始化结构所需的参数数量。这表明它可能只能使用普通的旧结构而不是具有您自己的方法的对象。

尽管如此，我还是建议像其他人建议的那样使用反射库。我经常推荐的一个好库是 Google 的 protobuf 库，它具有反射和序列化以及多语言支持。但是，它仅适用于纯数据对象（例如普通的旧结构，但具有向量和字符串）。

Answer 4

普通结构不支持计数成员，但 boost::fusion 提供了一种声明可计数且可迭代的结构的好方法。

Answer 5

像这样的事情可能会让你更接近：

struct Foo {
    Foo() : a(boost::get<0>(values)), b(boost::get<1>(values)) {}
    int &a;
    float &b;
    typedef boost::tuple<int,float> values_t;
    values_t values;
};

Answer 6

如果您的类型尊重某些属性 (< em>“SimpleAggregate”），您可以使用 magic_get （现在是 boost_pfr< /a>)（来自 C++14/C++17）。

所以你会得到类似的东西：

class message_b
{
public;
  long long identifier;
  char foobar;
};

static_assert(boost::pfr::tuple_size<message_b>::value == 2);