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我有一个相当简单的变体类，它支持一组预定义的类型，并提供一个枚举来指示哪些可用类型当前处于活动状态。像这样的东西：

class variant
{ 
  enum class type { integer, real, string, etc };
  type active_type() const;
  /* ... */ 
};

我想将类变成一个模板，其中支持的类型作为模板参数提供：

template <typename... T>
class variant
{ 
  const std::type_info& active_type() const; // logical, but can't switch on it
  /* ... */ 
};

我用来捕捉错误的一个关键特性是我可以switch在活动类型上，如果任何可能的情况被遗漏，编译器会发出警告。使用上述设计（也不使用boost::variant）是不可能的。

我的问题是，有没有办法让我自动生成一个枚举数与参数包中的参数数相同的枚举？

枚举的实际名称/值无关紧要，因为它们可以隐藏在用于将类型映射到正确枚举的 constexpr 函数后面。我可以想象这样的最终用法：

template <typename... T>
class variant
{
  enum class type { T... }; // magic here

  // specializations provided to map T into type (for use in case labels)
  template <typename T>
  static constexpr type type_enum();

  type active_type() const;
  /* ... */
};

typedef variant<int, float, std::string> myvar;
myvar var;
switch (var.active_type())
{
case myvar::type_enum<int>(): // static constexpr function
  ...
  break;
case myvar::type_enum<float>():
  ...
  break;
} // warning: enumeration for string not handled in switch
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2 回答 2

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这个问题已经有两年了，但是由于没有答案，而且我在其他地方也没有找到解决方案，所以这是我解决问题的一种方法。

第一个明显的问题是具有匹配数量参数的枚举类型（让编译器进行开关检查）。我看到的唯一方法是一系列模板专业化。

template <typename Tag, size_t size> struct Enum;
template <typename Tag> struct Enum<Tag, 0> {
    enum class Type { };
};
template <typename Tag> struct Enum<Tag, 1> {
    enum class Type {
        VALUE0
    };
};
template <typename Tag> struct Enum<Tag, 2> {
    enum class Type {
        VALUE0, VALUE1
    };
};
template <typename Tag> struct Enum<Tag, 3> {
    enum class Type {
        VALUE0, VALUE1, VALUE2
    };
};
template <typename Tag> struct Enum<Tag, 4> {
    enum class Type {
        VALUE0, VALUE1, VALUE2, VALUE3
    };
};

是的，它需要一些手动输入，但这不是一个大问题，请记住类型的数量通常是有限的，并且可以根据需要添加新的专业化（即该方法是静态安全的）。Tag参数用于区分具有相同数量值的枚举。

其次，我们需要一些递归模板魔法来枚举类型：

template <typename EnumType, typename Type, typename... Types> struct TypeInfo;
template <typename EnumType, typename Type, typename... Types> struct TypeInfo<EnumType, Type, Type, Types...> {
    static const EnumType value = EnumType::VALUE0;
};
template <typename EnumType, typename Type, typename FirstType, typename... Types> struct TypeInfo<EnumType, Type, FirstType, Types...> {
    static const EnumType value = static_cast<EnumType>(static_cast<typename std::underlying_type<EnumType>::type>(TypeInfo<EnumType, Type, Types...>::value) + 1);
};

最后是一个将所有部分组合在一起的类：

template <typename Tag, typename... Ts> class TypedEnum {
    private:
        struct InternalTag;

    public:
        static const size_t NUM_TYPES = sizeof...(Ts);
        typedef typename Enum<InternalTag, NUM_TYPES>::Type Type;

        template <typename T> static constexpr decltype(TypeInfo<Type, T, Ts...>::value) getValue() { // SFINAE guard
            return TypeInfo<Type, T, Ts...>::value;
        }
};

瞧！你可以切换！（用铿锵测试）

struct Tag0;
struct Tag1;
typedef TypedEnum<Tag0, int, float, char> Enum0;
typedef TypedEnum<Tag0, bool, float, char> Enum1; // Incompatible with Enum0!

Enum0::Type tpy = Enum0::getValue<char>(); // 2
switch(tpy) {
    case Enum0::getValue<int>():
        break;
    case Enum0::getValue<float>():
        break;
    case Enum0::getValue<char>():
        break;
}

特点总结：

  • 静态拒绝不在枚举中的类型
  • 静态警告缺少开关盒
  • 包中不同标签和/或参数的枚举类型不兼容

缺少的功能：

  • 需要一些模板魔法来拒绝重复的参数包
于 2015-09-28T14:21:35.240 回答
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获取可变参数模板中类型的索引并将其用作枚举值。这样，您就不需要为不同数量的类型复制所有代码。这不处理列表中的重复类型，但索引将是可变参数列表中的第一个出现。如果需要进行重复检测，可以使用std::is_same和循环每种类型的所有类型来添加它，类似于IndexOf.

    #include <type_traits>
    using std::size_t;

    template <size_t Idx, class Q, class... Ts>
    struct IndexOfImpl;

    // base case
    template <size_t Idx, class Q>
    struct IndexOfImpl<Idx, Q>{};

    template <size_t Idx, class Q, class T>
    struct IndexOfImpl<Idx, Q, T>
        : public std::conditional_t<
            std::is_same<Q, T>::value, // Is Query the same as T?
                                        // if so
            std::integral_constant<size_t, Idx>, // inheret from Idx
            void> // type not found
    {
    };

    template <size_t Idx, class Q, class T, class... Ts>
    struct IndexOfImpl<Idx, Q, T, Ts...>
        : public std::conditional_t<
            std::is_same<Q, T>::value,  // Is Query the same as T?
                                        // if so
            std::integral_constant<size_t, Idx>, // inheret from Idx
            IndexOfImpl<Idx + 1, Q, Ts...>> // else try the trailing types
    {
    };

    // Initial case at Idx 0
    template <class Q, class... Ts>
    struct IndexOf : public IndexOfImpl<0, Q, Ts...>
    {
    };

    // Base case
    template <class Q>
    struct IndexOf<Q>
    {
    };


    // Store the type list in Ts...
    template <class... Ts>
    struct TypeEnum {
        // Get index/enum value of type T
        template <class T>
        static constexpr decltype(IndexOf<T, Ts...>::value) getValue() {
            return IndexOf<T, Ts...>::value;
        }
    };

    template <>
    struct TypeEnum<> {};

    struct Unknown;

    int main() {
        using Tags = TypeEnum<Unknown, int, float, long long, unsigned int, double>;

        size_t tag = Tags::getValue<double>();

        switch(tag) {
            case Tags::getValue<int>(): return 0;
            case Tags::getValue<float>(): return 0;
            case Tags::getValue<long long>(): return 0;
            case Tags::getValue<unsigned int>(): return 0;
            case Tags::getValue<double>(): return 0;
            default: return 1;
        }
    }

在编译器资源管理器上

于 2021-11-22T16:25:00.287 回答