参考
namespace __impl {template<auto... vals>struct replicator_type {template<typename F>constexpr void operator>>(F body) const {(body.template operator()<vals>(), ...);}};template<auto... vals>replicator_type<vals...> replicator = {};
}
template<typename R>
consteval auto expand(R range) {std::vector<std::meta::info> args;for (auto r : range) {args.push_back(reflect_value(r));}return substitute(^__impl::replicator, args);
}
用法:
//用`扩展`语句
template <typename E>requires std::is_enum_v<E>
constexpr std::string enum_to_string(E value) {template for (constexpr auto e : std::meta::enumerators_of(^E)) {if (value == [:e:]) {return std::string(std::meta::identifier_of(e));}}return "<unnamed>";
}//使用`扩展`解决方法
template<typename E>requires std::is_enum_v<E>
constexpr std::string enum_to_string(E value) {std::string result = "<unnamed>";[:expand(std::meta::enumerators_of(^E)):] >> [&]<auto e>{if (value == [:e:]) {result = std::meta::identifier_of(e);}};return result;
}
示例
3.1
来回
第一例
并不引人注目
,而是要展示
如何在反射域和语法域
间来回切换
:
constexpr auto r = ^int;
typename[:r:] x = 42; //等价于:`int x=42;`
typename[:^char:] c = '*'; //等价于:`charc='*';`
在与依赖全名
相同环境中,即,在标准
叫做仅类型的环境
中,可省略型名
前缀.如:
using MyType = [:sizeof(int)<sizeof(long)? ^long : ^int:]; //隐式`"型名"`前缀.
3.2
选择成员
第二个示例
允许为特定类型
"按序号
"选择成员
:
struct S { unsigned i:2, j:6; };
consteval auto member_number(int n) {if (n == 0) return ^S::i;else if (n == 1) return ^S::j;
}
int main() {S s{0, 0};s.[:member_number(1):] = 42; //等价于:`s.j=42;`s.[:member_number(5):] = 0; //错误`(member_number(5))`不是一个常数.
}
此例
还说明了可以访问位
字段.
注意,像s.[:member_number(1):]
此"访问成员拼接
"是比传统语法
更直接的访问成员机制
.它不涉及查找成员名,检查访问
,或如果拼接反射值
表示成员函数
的解析重载
.
该提案包括许多常值
"元函数
",可用它们内省各种语言
结构.这些元函数
包括,描述给定类型
的非静态成员
返回一个反射值向量
的std::meta::nonstatic_data_members_of
.
因此,可重写
上例为:
struct S { unsigned i:2, j:6; };
consteval auto member_number(int n) {return std::meta::nonstatic_data_members_of(^S)[n];
}
int main() {S s{0, 0};s.[:member_number(1):] = 42; //等价于:`s.j=42;`s.[:member_number(5):] = 0; //错误`(member_number(5))`不是一个常数.
}
此提案指定std::meta
名字空间与(std::meta::info
)反射类型
关联;因此,在上例
中可省略std::meta::
限定.
另一个经常有用
的元函数
是返回一个,描述声明给定反射值
表示的实例的std::string_view
标识的std::meta::identifier_of
.
有了此工具
,可按"串"
访问非静态数据成员
:
struct S { unsigned i:2, j:6; };
consteval auto member_named(std::string_view name) {for (std::meta::info field : nonstatic_data_members_of(^S)) {if (has_identifier(field) && identifier_of(field) == name)return field;}
}
int main() {S s{0, 0};s.[:member_named("j"):] = 42; //等价于:`s.j=42;`s.[:member_named("x"):] = 0; //错误`(member_named("x")`不是一个常数.
}
3.3
类型列表到大小列表
在此,大小
是一个用{sizeof(int),sizeof(float),sizeof(double)}
初化的std::array<std::size_t,3>
:
constexpr std::array types = {^int, ^float, ^double};
constexpr std::array sizes = []{std::array<std::size_t, types.size()> r;std::views::transform(types, r.begin(), std::meta::size_of);return r;
}();
比较此方法
与以下基于类型
的生成相同数组大小
的方法:
template<class...> struct list {};
using types = list<int, float, double>;
constexpr auto sizes = []<template<class...> class L, class... T>(L<T...>) {return std::array<std::size_t, sizeof...(T)>{{ sizeof(T)... }};
}(types{});
3.4
实现make_integer_sequence
与使用平凡模板元编程
的手动方法
相比,尽管今天的标准库依赖内部函数
,可提供更好
的make_integer_sequence
实现:
#include <utility>
#include <vector>
template<typename T>
consteval std::meta::info make_integer_seq_refl(T N) {std::vector args{^T};for (T k = 0; k < N; ++k) {args.push_back(std::meta::reflect_value(k));}return substitute(^std::integer_sequence, args);
}
template<typename T, T N>using make_integer_sequence = [:make_integer_seq_refl<T>(N):];
注意,替换模板
过程中隐式
的缓存
仍适用.因此,多次使用make_integer_sequence<int,20>
计算只涉及一次make_integer_seq_refl<int>(20)
.
3.5
取类布局
struct member_descriptor
{std::size_t offset;std::size_t size;
};
//返回`std::array<member_descriptor,N>`
template <typename S>
consteval auto get_layout() {constexpr auto members = nonstatic_data_members_of(^S);std::array<member_descriptor, members.size()> layout;for (int i = 0; i < members.size(); ++i) {layout[i] = {.offset=offset_of(members[i]).bytes, .size=size_of(members[i])};}return layout;
}
struct X
{char a;int b;double c;
};
/*`常式`*/ auto Xd = get_layout<X>();/*其中`Xd`将是`std::array<member_descriptor,3>{{{0,1},{4,4},{8,8}}}`*/
3.6
枚举转串
最常见
的工具之一
是按串转换枚举值
,此例依赖扩展语句
:
template <typename E>requires std::is_enum_v<E>
constexpr std::string enum_to_string(E value) {template for (constexpr auto e : std::meta::enumerators_of(^E)) {if (value == [:e:]) {return std::string(std::meta::identifier_of(e));}}return "<unnamed>";
}
enum Color { red, green, blue };
static_assert(enum_to_string(Color::red) == "red");
static_assert(enum_to_string(Color(42)) == "<unnamed>");
也可反向:
template <typename E>requires std::is_enum_v<E>
constexpr std::optional<E> string_to_enum(std::string_view name) {template for (constexpr auto e : std::meta::enumerators_of(^E)) {if (name == std::meta::identifier_of(e)) {return [:e:];}}return std::nullopt;
}
但是不必使用扩展语句
,也可用算法
.如,enum_to_string
也可这样实现,此例依赖
非瞬态常式
分配,这也演示了根据枚举器
个数选择不同算法
:
template <typename E>requires std::is_enum_v<E>
constexpr std::string enum_to_string(E value) {constexpr auto get_pairs = []{return std::meta::enumerators_of(^E)| std::views::transform([](std::meta::info e){return std::pair<E, std::string>(std::meta::extract<E>(e), std::meta::identifier_of(e));})};constexpr auto get_name = [](E value) -> std::optional<std::string> {if constexpr (enumerators_of(^E).size() <= 7) {//如果枚举器不多,请使用`find_if()`的向量constexpr auto enumerators = get_pairs() | std::ranges::to<std::vector>();auto it = std::ranges::find_if(enumerators, [value](auto const& pr){return pr.first == value;};if (it == enumerators.end()) {return std::nullopt;} else {return it->second;}} else {//如果有很多枚举器,请使用`find()`的`映射`constexpr auto enumerators = get_pairs() | std::ranges::to<std::map>();auto it = enumerators.find(value);if (it == enumerators.end()) {return std::nullopt;} else {return it->second;}}};return get_name(value).value_or("<unnamed>");
}
在编译时,可根据enumerators_of
的长度
选择更复杂
的查找算法
(^E
)
可生成紧凑
的双向持久数据结构
,以最小的消费空间
同时支持enum_to_string
和string_to_enum
等.
3.7
解析命令行选项
下一例
展示了命令行选项解析器
,如何根据成员名
自动推导标志
来工作.真正的命令行解析器
当然会更复杂
,这仅是个开始
.
template<typename Opts>
auto parse_options(std::span<std::string_view const> args) -> Opts {Opts opts;template for (constexpr auto dm : nonstatic_data_members_of(^Opts)) {auto it = std::ranges::find_if(args,[](std::string_view arg){return arg.starts_with("--") && arg.substr(2) == identifier_of(dm);});if (it == args.end()) {//未提供选项,请使用`默认`continue;} else if (it + 1 == args.end()) {std::print(stderr, "Option {} is missing a value\n", *it);std::exit(EXIT_FAILURE);}using T = typename[:type_of(dm):];auto iss = std::ispanstream(it[1]);if (iss >> opts.[:dm:]; !iss) {std::print(stderr, "Failed to parse option {} into a {}\n", *it, display_string_of(^T));std::exit(EXIT_FAILURE);}}return opts;
}
struct MyOpts {std::string file_name = "input.txt"; //`"-file_name<string>"`选项int count = 1; //`"-count<int>"`选项
};
int main(int argc, char *argv[]) {MyOpts opts = parse_options<MyOpts>(std::vector<std::string_view>(argv+1, argv+argc));
}
3.8
简单元组类型
#include <meta>
template<typename... Ts> struct Tuple {struct storage;static_assert(is_type(define_class(^storage, {data_member_spec(^Ts)...})));storage data;Tuple(): data{} {}Tuple(Ts const& ...vs): data{ vs... } {}
};
template<typename... Ts>struct std::tuple_size<Tuple<Ts...>>: public integral_constant<size_t, sizeof...(Ts)> {};
template<std::size_t I, typename... Ts>struct std::tuple_element<I, Tuple<Ts...>> {static constexpr std::array types = {^Ts...};using type = [: types[I] :];};
consteval std::meta::info get_nth_field(std::meta::info r, std::size_t n) {return nonstatic_data_members_of(r)[n];
}
template<std::size_t I, typename... Ts>constexpr auto get(Tuple<Ts...> &t) noexcept -> std::tuple_element_t<I, Tuple<Ts...>>& {return t.data.[:get_nth_field(^decltype(t.data), I):];}
//其他值类一样...
此例使用"神奇
"的std::meta::define_class
模板及nonstatic_data_members_of
,元函数成员反射
来实现
类似std::tuple
的类型
,无需在这些工具
不可用时,涉及一般复杂且贵
的模板元编程技巧
.
define_class
反射不完整的类或联
,加上非静态数据成员
描述的向量
,并完成给定
类或联类型以取得所描述的成员
.
3.9
简单变量类型
类似如何对每个带一个成员
的Ts...
,使用define_class
来实现一个元组
来动态创建
一个类型,可实现一个只定义
一个联
而不是结构
的变量.
这里的区别
是当前如何定义联的析构器
:
union U1 {int i;char c;
};
union U2 {int i;std::string s;
};
U1
有个平凡析构器
,但按已删除
(因为std::string
有个非平凡析构器
)定义U2
的析构器
.
但是,为了define_class
,这里实际上只有一个合理的待选选项
:
template <class... Ts>
union U {//所有成员Ts... members;//如果所有类型都是简单的可析构,则默认析构器constexpr ~U() requires (std::is_trivially_destructible_v<Ts> && ...) = default;//...否则,析构器闲着constexpr ~U() { }
};
如果让联
的define_class
有该行为
,则就可用比当前实现
更直接的方式,实现一个变量
.这不是std::variant
的完整实现
,但可说明该想法
:
template <typename... Ts>
class Variant {union Storage;struct Empty { };static_assert(is_type(define_class(^Storage, {data_member_spec(^Empty, {.name="empty"}),data_member_spec(^Ts)...})));static consteval std::meta::info get_nth_field(std::size_t n) {return nonstatic_data_members_of(^Storage)[n+1];}Storage storage_;int index_ = -1;//欺骗:使用`libstdc++`的实现template <typename T>static constexpr size_t accepted_index = std::__detail::__variant::__accepted_index<T, std::variant<Ts...>>;template <class F>constexpr auto with_index(F&& f) const -> decltype(auto) {return mp_with_index<sizeof...(Ts)>(index_, (F&&)f);}
public:constexpr Variant() requires std::is_default_constructible_v<Ts...[0]>//这应该有效吗:`storage_{.[:get_nth_field(0):]{}}`: storage_{.empty={}}, index_(0){std::construct_at(&storage_.[: get_nth_field(0) :]);}constexpr ~Variant() requires (std::is_trivially_destructible_v<Ts> and ...) = default;constexpr ~Variant() {if (index_ != -1) {with_index([&](auto I){std::destroy_at(&storage_.[: get_nth_field(I) :]);});}}template <typename T, size_t I = accepted_index<T&&>>requires (!std::is_base_of_v<Variant, std::decay_t<T>>)constexpr Variant(T&& t): storage_{.empty={}}, index_(-1){std::construct_at(&storage_.[: get_nth_field(I) :], (T&&)t);index_ = (int)I;}//在`P2963`前,你实际上无法很好地表达此约束constexpr Variant(Variant const&) requires (std::is_trivially_copyable_v<Ts> and ...) = default;constexpr Variant(Variant const& rhs)requires ((std::is_copy_constructible_v<Ts> and ...)and not (std::is_trivially_copyable_v<Ts> and ...)): storage_{.empty={}}, index_(-1){rhs.with_index([&](auto I){constexpr auto field = get_nth_field(I);std::construct_at(&storage_.[: field :], rhs.storage_.[: field :]);index_ = I;});}constexpr auto index() const -> int { return index_; }template <class F>constexpr auto visit(F&& f) const -> decltype(auto) {if (index_ == -1) {throw std::bad_variant_access();}return mp_with_index<sizeof...(Ts)>(index_, [&](auto I) -> decltype(auto) {return std::invoke((F&&)f, storage_.[: get_nth_field(I) :]);});}
};
实际上,如下Variant<T,U>
组成了一个存储
联类型:
union Storage {Empty empty;T unnamed0;U unnamed1;~Storage() requires std::is_trivially_destructible_v<T> && std::is_trivially_destructible_v<U> = default;~Storage() { }
}
这里问题
是,是否应该可如下用胶接器
直接初化已定义联的成员
:
: storage{.[: get_nth_field(0) :]={}}
可以说,答案应该是肯定
的,此应与其他
访问的工作方式一致
.
3.10
结构到数组的结构
#include <meta>
#include <array>
template <typename T, std::size_t N>
struct struct_of_arrays_impl;
consteval auto make_struct_of_arrays(std::meta::info type, std::meta::info N) -> std::meta::info {std::vector<std::meta::info> old_members = nonstatic_data_members_of(type);std::vector<std::meta::info> new_members = {};for (std::meta::info member : old_members) {auto type_array = substitute(^std::array, {type_of(member), N });auto mem_descr = data_member_spec(type_array, {.name = identifier_of(member)});new_members.push_back(mem_descr);}return std::meta::define_class( substitute(^struct_of_arrays_impl, {type, N}), new_members);
}
template <typename T, size_t N>
using struct_of_arrays = [: make_struct_of_arrays(^T, ^N) :];
Example:
struct point {float x;float y;float z;
};
using points = struct_of_arrays<point, 30>;
//等价于:`构 点{std::array<float,30>x;std::array<float,30>y;std::array<float,30>z;};`
同样,可很好利用nonstatic_data_members_of
和define_class
的组合.
3.11
解析命令行选项II
现在已看到了几个使用std::meta::define_class
创建类型
的示例,可创建一个更复杂
的命令行解析器示例
.
这是clap
的开场示例(Rust
的命令行参数解析器
):
struct Args : Clap {Option<std::string, {.use_short=true, .use_long=true}> name;Option<int, {.use_short=true, .use_long=true}> count = 1;
};
int main(int argc, char** argv) {auto opts = Args{}.parse(argc, argv);for (int i = 0; i < opts.count; ++i) { //`opts.count`的类型为`int`,std::print("Hello {}!", opts.name); //`opts.name`的类型为`std::string`}
}
可以像这样
实现:
struct Flags {bool use_short;bool use_long;
};
template <typename T, Flags flags>
struct Option {std::optional<T> initializer = {};//一些适合`标志`的构造器和访问器
};//按`恰好`是`适当成员`的`类型`,转换`私有类型`(其所有非静态数据成员都是`选项`的).如,如果`类型`是上面介绍的`参数`的反射,则`该函`数的计算结果将是类型的反射:`struct{std::string name;int count;}`consteval auto spec_to_opts(std::meta::info opts, std::meta::info spec) -> std::meta::info {std::vector<std::meta::info> new_members;for (std::meta::info member : nonstatic_data_members_of(spec)) {auto type_new = template_arguments_of(type_of(member))[0];new_members.push_back(data_member_spec(type_new, {.name=identifier_of(member)}));}return define_class(opts, new_members);
}
struct Clap {template <typename Spec>auto parse(this Spec const& spec, int argc, char** argv) {std::vector<std::string_view> cmdline(argv+1, argv+argc)//检查`命令行`是否包含`-help`等.struct Opts;static_assert(is_type(spec_to_opts(^Opts, ^Spec)));Opts opts;template for (constexpr auto [sm, om] : std::views::zip(nonstatic_data_members_of(^Spec), nonstatic_data_members_of(^Opts))) {auto const& cur = spec.[:sm:];constexpr auto type = type_of(om);//找到与`此选项`关联的参数auto it = std::ranges::find_if(cmdline,[&](std::string_view arg){return (cur.use_short && arg.size() == 2 && arg[0] == '-' && arg[1] == identifier_of(sm)[0])|| (cur.use_long && arg.starts_with("--") && arg.substr(2) == identifier_of(sm));});//无此参数if (it == cmdline.end()) {if constexpr (has_template_arguments(type) and template_of(type) == ^std::optional) {//`类型`是可选的,因此参数也是continue;} else if (cur.initializer) {//该类型不是可选的,但提供了初化器,请使用该opts.[:om:] = *cur.initializer;continue;} else {std::print(stderr, "Missing required option {}\n", display_string_of(sm));std::exit(EXIT_FAILURE);}} else if (it + 1 == cmdline.end()) {std::print(stderr, "Option {} for {} is missing a value\n", *it, display_string_of(sm));std::exit(EXIT_FAILURE);}//找到的参数,试解析它auto iss = ispanstream(it[1]);if (iss >> opts.[:om:]; !iss) {std::print(stderr, "Failed to parse {:?} into option {} of type {}\n",it[1], display_string_of(sm), display_string_of(type));std::exit(EXIT_FAILURE);}}return opts;}
};
3.12
一个通用的格式化器
struct universal_formatter {constexpr auto parse(auto& ctx) { return ctx.begin(); }template <typename T>auto format(T const& t, auto& ctx) const {auto out = std::format_to(ctx.out(), "{}{{", has_identifier(^T) ? identifier_of(^T) : "(unnamedtype)";);auto delim = [first=true]() mutable {if (!first) {*out++ = ',';*out++ = ' ';}first = false;};template for (constexpr auto base : bases_of(^T)) {delim();out = std::format_to(out, "{}", (typename [: type_of(base) :] const&)(t));}template for (constexpr auto mem : nonstatic_data_members_of(^T)) {delim();std::string_view mem_label = has_identifier(mem) ? identifier_of(mem) : "(unnamedmember)";out = std::format_to(out, ".{}={}", mem_label, t.[:mem:]);}*out++ = '}';return out;}
};
struct B { int m0 = 0; };
struct X { int m1 = 1; };
struct Y { int m2 = 2; };
class Z : public X, private Y { int m3 = 3; int m4 = 4; };
template <> struct std::formatter<B> : universal_formatter { };
template <> struct std::formatter<X> : universal_formatter { };
template <> struct std::formatter<Y> : universal_formatter { };
template <> struct std::formatter<Z> : universal_formatter { };
int main() {std::println("{}", Z());//`Z{X{B{.m0=0},.m1=1},Y{{.m0=0},.m2=2},.m3=3,.m4=4}`
}
注意,当前不能用t.[:base:]
语法访问基类子对象
,即只能使用转换
来取基类
:
static_cast<[: type_of(base) const& :]>(t), or
(typename [: type_of(base) :] const&)t
两者都必须在转换
中显式
指定类型的常性
.static_cast
还必须检查权限.
3.13
实现成员级hash_append
template <typename H, typename T> requires std::is_standard_layout_v<T>
void hash_append(H& algo, T const& t) {template for (constexpr auto mem : nonstatic_data_members_of(^T)) {hash_append(algo, t.[:mem:]);}
}
3.14
按元组转换结构
template <typename T>
constexpr auto struct_to_tuple(T const& t) {constexpr auto members = nonstatic_data_members_of(^T);constexpr auto indices = []{std::array<int, members.size()> indices;std::ranges::iota(indices, 0);return indices;}();constexpr auto [...Is] = indices;return std::make_tuple(t.[: members[Is] :]...);
}
或:
consteval auto type_struct_to_tuple(info type) -> info {return substitute(^std::tuple,nonstatic_data_members_of(type)| std::views::transform(std::meta::type_of)| std::views::transform(std::meta::type_remove_cvref)| std::ranges::to<std::vector>());
}
template <typename To, typename From, std::meta::info ... members>
constexpr auto struct_to_tuple_helper(From const& from) -> To {return To(from.[:members:]...);
}
template<typename From>
consteval auto get_struct_to_tuple_helper() {using To = [: type_struct_to_tuple(^From): ];std::vector args = {^To, ^From};for (auto mem : nonstatic_data_members_of(^From)) {args.push_back(reflect_value(mem));}/*或,使用区间:args.append_range(nonstatic_data_members_of(^From)| std::views::transform(std::meta::reflect_value));*/return extract<To(*)(From const&)>(substitute(^struct_to_tuple_helper, args));
}
template <typename From>
constexpr auto struct_to_tuple(From const& from) {return get_struct_to_tuple_helper<From>()(from);
}
在此,type_struct_to_tuple
带类似struct{T t;U const &u;V v;}
,并返回std::tuple<T,U,V>
的反射
类型.这给了中
类型.
然后,struct_to_tuple_helper
是实际转换
的函数模板
,可按非类型模板参数包
来实现成员的所有反射
.
这是个常式
函数,而不是常值
函数,因为一般,转换是运行时操作
.
但是,确定需要struct_to_tuple_helper
实例是个编译时操作
,且必须使用常值
函数处理(因为该函数调用nonstatic_data_members_of
),因此需要单独的get_struct_to_tuple_helper()
函数模板.
用替代
把所有内容
放在一起,创建需要的struct_to_tuple_helper
的实例化,并用提取
取得该实例
的编译时引用
.
因此可简单调用
的f
是指向struct_to_tuple_helper
的正确私有的函数引用
.
3.15
实现tuple_cat
template<std::pair<std::size_t, std::size_t>... indices>
struct Indexer {template<typename Tuples>//可用元组索引而不是元组的元组auto operator()(Tuples&& tuples) const {using ResultType = std::tuple<std::tuple_element_t<indices.second,std::remove_cvref_t<std::tuple_element_t<indices.first, std::remove_cvref_t<Tuples>>>>...>;return ResultType(std::get<indices.second>(std::get<indices.first>(std::forward<Tuples>(tuples)))...);}
};
template <class T>
consteval auto subst_by_value(std::meta::info tmpl, std::vector<T> args)-> std::meta::info
{std::vector<std::meta::info> a2;for (T x : args) {a2.push_back(std::meta::reflect_value(x));}return substitute(tmpl, a2);
}
consteval auto make_indexer(std::vector<std::size_t> sizes)-> std::meta::info
{std::vector<std::pair<int, int>> args;for (std::size_t tidx = 0; tidx < sizes.size(); ++tidx) {for (std::size_t eidx = 0; eidx < sizes[tidx]; ++eidx) {args.push_back({tidx, eidx});}}return subst_by_value(^Indexer, args);
}
template<typename... Tuples>
auto my_tuple_cat(Tuples&&... tuples) {constexpr typename [: make_indexer({type_tuple_size(type_remove_cvref(^Tuples))...}) :] indexer;return indexer(std::forward_as_tuple(std::forward<Tuples>(tuples)...));
}
3.16
命名元组
实现命名元组
的难点,实际上是按非类型模板参数
对待串.因为不能只传递"x"
给auto V
形式的非类型模板参数
,所以有两个方法
来指定组成部分
:
可引入双
类型,这样就可以写make_named_tuple<pair<int,"x">,pair<double,"y">>()
或
可一直反射
,这样就可以写:
make_named_tuple<^int, std::meta::reflect_value("x"), ^double, std::meta::reflect_value("y")>()
当前不支持拼接串字面
,且给定合适的fixed_string
类型,双
方法遵守define_class
中已显示的类似模式
:
template <class T, fixed_string Name>
struct pair {static constexpr auto name() -> std::string_view { return Name.view(); }using type = T;
};
template <class... Tags>
consteval auto make_named_tuple(std::meta::info type, Tags... tags) {std::vector<std::meta::info> nsdms;auto f = [&]<class Tag>(Tag tag){nsdms.push_back(data_member_spec(dealias(^typename Tag::type),{.name=Tag::name()}));};(f(tags), ...);return define_class(type, nsdms);
}
struct R;
static_assert(is_type(make_named_tuple(^R, pair<int, "x">{}, pair<double, "y">{})));
static_assert(type_of(nonstatic_data_members_of(^R)[0]) == ^int);
static_assert(type_of(nonstatic_data_members_of(^R)[1]) == ^double);
int main() {[[maybe_unused]] auto r = R{.x=1, .y=2.0};
}
或,可在值
域中保存所有内容
,来避免非类型模板参数
的问题:
consteval auto make_named_tuple(std::meta::info type, std::initializer_list<std::pair<std::meta::info, std::string_view>> members) {std::vector<std::meta::data_member_spec> nsdms;for (auto [type, name] : members) {nsdms.push_back(data_member_spec(type, {.name=name}));}return define_class(type, nsdms);
}
struct R;
static_assert(is_type(make_named_tuple(^R, {{^int, "x"}, {^double, "y"}})));
static_assert(type_of(nonstatic_data_members_of(^R)[0]) == ^int);
static_assert(type_of(nonstatic_data_members_of(^R)[1]) == ^double);
int main() {[[maybe_unused]] auto r = R{.x=1, .y=2.0};
}
3.17
编译时票据计数器
此处建议的特征使得在编译时
更新票证计数器
更容易.这不是理想
的实现(更喜欢直接支持编译时
,即常值
,变量),但它展示了编译时
如何搞出可变状态
.
class TU_Ticket {template<int N> struct Helper;
public:static consteval int next() {int k = 0;//搜索下个不完整`'Helper<k>"`.std::meta::info r;while (is_complete_type(r = substitute(^Helper, { std::meta::reflect_value(k) })))++k;//定义`'Helper<k>'`并返回其索引.define_class(r, {});return k;}
};
constexpr int x = TU_Ticket::next();
static_assert(x == 0);
constexpr int y = TU_Ticket::next();
static_assert(y == 1);
constexpr int z = TU_Ticket::next();
static_assert(z == 2);
3.18
模拟反射类型
尽管认为单个不透明的std::meta::info
类型是最好
的,且对反射最具可扩展性
,但承认SG7
表达了对未来支持"类型反射
"的愿望.
下面演示了一种由不同类型
表示不同类的反射
的组装类型反射库
的可能方法,及此处建议的工具
.
//表示判定限制的`'std::meta::info'`.
template <std::meta::info Pred>requires (std::predicate<[:type_of(Pred):], std::meta::info>)
struct metatype {std::meta::info value;//除非满足`判定`,否则`构造`的格式是错误的.consteval metatype(std::meta::info r) : value(r) {if (![:Pred:](r))throw "Reflection is not a member of this metatype";}//转为`'std::meta::info'`允许拼接此类型的值.consteval operator std::meta::info() const { return value; }static consteval bool check(std::meta::info r) { return [:Pred:](r); }
};//表示"匹配失败"已知元类型的类型.
struct unmatched {consteval unmatched(std::meta::info) {}static consteval bool check(std::meta::info) { return true; }
};
//用`更具描述性的类型`,返回给定`"更富有"`反射.
template <typename... Choices>
consteval std::meta::info enrich(std::meta::info r) {//因为控制类型,所以知道第一个构造器是取`信息`的构造器.在}处添加了复制/移动构造器,因此是列表中的最后构造器. std::array ctors = {*(members_of(^Choices) | std::views::filter(std::meta::is_constructor)).begin()...,*(members_of(^unmatched) | std::views::filter(std::meta::is_constructor)).begin()};std::array checks = {^Choices::check..., ^unmatched::check};for (auto [check, ctor] : std::views::zip(checks, ctors))if (extract<bool>(reflect_invoke(check, {reflect_value(r)})))return reflect_invoke(ctor, {reflect_value(r)});std::unreachable();
}
可利用此机制
,根据按参数
提供的反射
"类型"来选择不同重载函数
.
using type_t = metatype<^std::meta::is_type>;
using template_t = metatype<^std::meta::is_template>;
//对不同反射"类型",重载函数的示例.
void PrintKind(type_t) { std::println("type"); }
void PrintKind(template_t) { std::println("template"); }
void PrintKind(unmatched) { std::println("unknown kind"); }
int main() {//按以下值之一分类反射:`Type,Function`或`Unmatched`.auto enrich = [](std::meta::info r) { return ::enrich<type_t, template_t>(r); };//演示如何使用`'变富'`来选择重载.PrintKind([:enrich(^metatype):]); //`"template"`PrintKind([:enrich(^type_t):]); //`"type"`PrintKind([:enrich(std::meta::reflect_value(3):]); //`"unknownkind"`
}
注意,可按包装字面
类型的值
,或包装可能不同类型
的多个值
泛化元型
类.
如,这可用来根据以下因子
选择编译时重载
:两个整数
是否共享相同奇偶校验
,可选
中是否有值
,变量(variant)
或任意(any)
持有的值的类型
,或编译时
串的语法形式
.
在C++23
中以相同泛型
实现相同目标
,需要两次拼写参数
:第一次
取得模板参数
的"分类标签
",然后再次调用函数
,即
Printer::PrintKind<classify(^int)>(^int).
//或更糟......
fn<classify(Arg1, Arg2, Arg3)>(Arg1, Arg2, Arg3).