C ++是否支持编译时计数器？ [英] Does C++ support compile-time counters?
问题描述
不幸的是，模板元编程本质上是一种功能语言
或者是？
请求的示例代码：
#include< iostream>
int const a = counter_read;
counter_inc;
counter_inc;
counter_inc;
counter_inc;
counter_inc;
int const b = counter_read;
int main（）{
std :: cout< a<< ''<< b<< '\\\
'; // print0 5
counter_inc_t（）;
counter_inc_t（）;
counter_inc_t（）;
std :: cout<< counter_read<< '\\\
'; // print8
struct {
counter_inc_t d1;
char x [counter_read];
counter_inc_t d2;
char y [counter_read];
} ls;
std :: cout<< size of ls.x < ''<< sizeof ls.y< '\\\
'; // print9 10
}
嗯...是的，模板元编程缺乏预期的副作用。我被错误的老版本的GCC和标准中的一些不清楚的措辞误导相信所有这些功能是可能的。
但是，至少命名空间 - 根本无需使用模板就可以实现范围功能。函数查找可以从一组声明的函数中提取数字状态，如下所示。
库代码：
template< size_t n> //此类型通过函数查找返回一个数字。
struct cn //函数返回cn< n> ;.
{char data [n + 1]; }; //调用者使用（sizeof fn（） - 1）。
template< typename id，size_t n，size_t acc>
cn < acc> see（id，cn n，cn acc）; //默认回退大小写。
/ *通过查找最后定义的重载来计算计数器。
每个函数在定义时会更改低阶
函数的查找顺序。 * /
#define counter_read（id）\
（size of seen（id（），cn 1（），cn <\
cn 2（），cn <\
（size of seen（id（），cn 4（），cn <\
8，（cn，cn，cn，cn，cn，cn，cn，cn，cn，cn， ;（），cn <0 \
/ *根据需要添加更多;为Stack Overflow代码块修剪* / \
>（））.data - 1）\
>（））.data - 1）\
>（））.data - 1）\
>（））.data - 1）\
> ;（））.data - 1）\
>（））.data - 1）
/ *定义一个新的函数，其中place-value等于被翻转为1
。
这是在当前上下文中未定义的最低级函数
定义的更高级函数。 * /
#define counter_inc（id）\
cn< counter_read（id）+ 1> \
seen（id，cn<（counter_read（id）+ 1）&〜counter_read（id）>，\
cn<（counter_read（id）+ 1）& counter_read id）>）
快速演示（见它运行）：
struct my_cnt { };
int const a = counter_read（my_cnt）;
counter_inc（my_cnt）;
counter_inc（my_cnt）;
counter_inc（my_cnt）;
counter_inc（my_cnt）;
counter_inc（my_cnt）;
int const b = counter_read（my_cnt）;
counter_inc（my_cnt）;
#include< iostream>
int main（）{
std :: cout< a<< ''<< b<< '\\\
';
std :: cout<< counter_read（my_cnt）<< '\\\
';
}
C ++ 11更新
下面是使用C ++ 11 constexpr 代替 sizeof 的更新版本。
#define COUNTER_READ_CRUMB（TAG，RANK，ACC）counter_crumb（TAG（），constant_index< RANK>（），constant_index ACC ））
#define COUNTER_READ（TAG）COUNTER_READ_CRUMB（TAG，1，COUNTER_READ_CRUMB（TAG，2，COUNTER_READ_CRUMB（TAG，4，COUNTER_READ_CRUMB（TAG，8，\
COUNTER_READ_CRUMB（TAG，16，COUNTER_READ_CRUMB TAG，32，COUNTER_READ_CRUMB（TAG，64，COUNTER_READ_CRUMB（TAG，128，0））））））））
#define COUNTER_INC（TAG）\
constexpr \
constant_index< COUNTER_READ（TAG）+ 1> \
counter_crumb（TAG，constant_index<（COUNTER_READ（TAG）+ 1）&〜COUNTER_READ（TAG）"，\
constant_index<（COUNTER_READ（TAG）+ 1）& COUNTER_READ TAG）>）{return {}; }
#define COUNTER_LINK_NAMESPACE（NS）using NS :: counter_crumb;
template< std :: size_t n>
struct constant_index：std :: integral_constant< std :: size_t，n> {};
template< typename id，std :: size_t rank，std :: size_t acc>
constexpr constant_index< acc> counter_crumb（id，constant_index< rank>，constant_index< acc>）{return {}; } //由ADL通过constant_index找到
声明应放在命名空间中，除 counter_crumb 之外的宏应该是完全限定的。通过与 constant_index 类型的ADL关联可找到 counter_crumb 模板。
$ b b
COUNTER_LINK_NAMESPACE 巨集可用于增加多个命名空间范围内的一个计数器。
For the purpose of introspection, sometimes I've wanted to automatically assign serial numbers to types, or something similar.
Unfortunately, template metaprogramming is essentially a functional language, and as such lacks global variables or modifiable state which would implement such a counter.
Or is it?
Example code by request:
#include <iostream>
int const a = counter_read;
counter_inc;
counter_inc;
counter_inc;
counter_inc;
counter_inc;
int const b = counter_read;
int main() {
std::cout << a << ' ' << b << '\n'; // print "0 5"
counter_inc_t();
counter_inc_t();
counter_inc_t();
std::cout << counter_read << '\n'; // print "8"
struct {
counter_inc_t d1;
char x[ counter_read ];
counter_inc_t d2;
char y[ counter_read ];
} ls;
std::cout << sizeof ls.x << ' ' << sizeof ls.y << '\n'; // print "9 10"
}
Well… yes, template metaprogramming lacks side effects as it is intended. I was misled by a bug in older versions of GCC and a little unclear wording in the Standard to believe that all those features were possible.
However, at least the namespace-scope functionality can be achieved with little use of templates at all. Function lookup can extract numeric state from the set of declared functions, as demonstrated below.
Library code:
template< size_t n > // This type returns a number through function lookup.
struct cn // The function returns cn<n>.
{ char data[ n + 1 ]; }; // The caller uses (sizeof fn() - 1).
template< typename id, size_t n, size_t acc >
cn< acc > seen( id, cn< n >, cn< acc > ); // Default fallback case.
/* Evaluate the counter by finding the last defined overload.
Each function, when defined, alters the lookup sequence for lower-order
functions. */
#define counter_read( id ) \
( sizeof seen( id(), cn< 1 >(), cn< \
( sizeof seen( id(), cn< 2 >(), cn< \
( sizeof seen( id(), cn< 4 >(), cn< \
( sizeof seen( id(), cn< 8 >(), cn< \
( sizeof seen( id(), cn< 16 >(), cn< \
( sizeof seen( id(), cn< 32 >(), cn< 0 \
/* Add more as desired; trimmed for Stack Overflow code block. */ \
>() ).data - 1 ) \
>() ).data - 1 ) \
>() ).data - 1 ) \
>() ).data - 1 ) \
>() ).data - 1 ) \
>() ).data - 1 )
/* Define a single new function with place-value equal to the bit flipped to 1
by the increment operation.
This is the lowest-magnitude function yet undefined in the current context
of defined higher-magnitude functions. */
#define counter_inc( id ) \
cn< counter_read( id ) + 1 > \
seen( id, cn< ( counter_read( id ) + 1 ) & ~ counter_read( id ) >, \
cn< ( counter_read( id ) + 1 ) & counter_read( id ) > )
Quick demo (see it run):
struct my_cnt {};
int const a = counter_read( my_cnt );
counter_inc( my_cnt );
counter_inc( my_cnt );
counter_inc( my_cnt );
counter_inc( my_cnt );
counter_inc( my_cnt );
int const b = counter_read( my_cnt );
counter_inc( my_cnt );
#include <iostream>
int main() {
std::cout << a << ' ' << b << '\n';
std::cout << counter_read( my_cnt ) << '\n';
}
C++11 Update
Here is an updated version using C++11 constexpr in place of sizeof.
#define COUNTER_READ_CRUMB( TAG, RANK, ACC ) counter_crumb( TAG(), constant_index< RANK >(), constant_index< ACC >() )
#define COUNTER_READ( TAG ) COUNTER_READ_CRUMB( TAG, 1, COUNTER_READ_CRUMB( TAG, 2, COUNTER_READ_CRUMB( TAG, 4, COUNTER_READ_CRUMB( TAG, 8, \
COUNTER_READ_CRUMB( TAG, 16, COUNTER_READ_CRUMB( TAG, 32, COUNTER_READ_CRUMB( TAG, 64, COUNTER_READ_CRUMB( TAG, 128, 0 ) ) ) ) ) ) ) )
#define COUNTER_INC( TAG ) \
constexpr \
constant_index< COUNTER_READ( TAG ) + 1 > \
counter_crumb( TAG, constant_index< ( COUNTER_READ( TAG ) + 1 ) & ~ COUNTER_READ( TAG ) >, \
constant_index< ( COUNTER_READ( TAG ) + 1 ) & COUNTER_READ( TAG ) > ) { return {}; }
#define COUNTER_LINK_NAMESPACE( NS ) using NS::counter_crumb;
template< std::size_t n >
struct constant_index : std::integral_constant< std::size_t, n > {};
template< typename id, std::size_t rank, std::size_t acc >
constexpr constant_index< acc > counter_crumb( id, constant_index< rank >, constant_index< acc > ) { return {}; } // found by ADL via constant_index
The declarations should be put inside a namespace, and all names used in the macros except counter_crumb should be fully qualified. The counter_crumb template is found via ADL association with the constant_index type.
The COUNTER_LINK_NAMESPACE macro can be used to increment one counter in the scope of multiple namespaces.
这篇关于C ++是否支持编译时计数器？的文章就介绍到这了，希望我们推荐的答案对大家有所帮助，也希望大家多多支持IT屋！
