c++ - C++ 中的分层枚举

Question

我正在开发消息解析器/生成器子系统。我正在创建一个自动生成器，它使用包含有关此协议(protocol)的所有信息(包括枚举列表)的数据库来生成代码。我遇到的一件事是需要分层枚举。

更新

(我试图通过不描述 full 问题来简化事情，但下面的评论表明我过于简化是错误的。)

所使用的数据库会将内容存储为简化的字符串(客户决定)，但协议(protocol)只使用“字节三元组”(又名分层枚举)。完整的问题可以这样描述:

Given a set of unique strings that each correspond with a unique triplet, 1) find the triplet for any given string, and 2) find the string for any given triplet. Make sure to account for "Undefined" and "No Statement" enumerations (which do not have strings associated with them). [As one poster noted, yes it is insane.]

(警告:我做 C++ 已经有十多年了，但我去年一直在做 Java——我的 C++ 可能已经“损坏”了。)

所以，举一个公认的人为的例子，给定:

// There is only one category
// POP= "P", COUNTRY= "K", CLASSICAL= "C"
enum Category {POP, COUNTRY, CLASSICAL};

// There is one Type enum for each Category.
// ROCK= "R", BIG_BAND = "B", COUNTRY_POP= "C" 
enum PopType {ROCK, BIG_BAND, COUNTRY_POP};
enum CountryType {CLASSICAL_COUNTRY, MODERN_COUNTRY, BLUEGRASS, COUNTRY_AND_WESTERN};
// ...

// There is one Subtype for each Type
// EIGHTIES= "E", HEAVY_METAL= "H", SOFT_ROCK= "S"
enum RockSubType { EIGHTIES, HEAVY_METAL, SOFT_ROCK};
// ...

当我得到 0、0、0(流行、摇滚、八十年代)时，我需要将其翻译为“PRE”。相反，如果我在数据库中看到“PC”，则需要将其作为 0、2(Pop、Country、NULL)发送出去。

此时我公然忽略“未定义”和“无语句”。从字符串生成三元组似乎很简单(使用无序映射，字符串到三元组)。从三元组生成字符串(可能包含最后一个条目中的NULL)......不是那么多。我知道的大多数“枚举技巧”都行不通:例如，类型重复值——每个类型枚举从零开始——所以我不能索引一个基于枚举值的数组来抓取字符串。

让我着迷的是关系。乍一看，这似乎是一个相当直接的“is-a”关系，但这不起作用，因为这种情况是双向的。叶 -> 根导航非常直接，适用于类层次结构；不幸的是，走另一条路并不是那么直截了当。

我不能“手动滚动”这个——我必须生成代码——这样可能会消除任何基于 XML 的解决方案。它还必须“相当快”。 “Java 解决方案”涉及使用 protected 静态变量、在构造时初始化和抽象基类；但是，我不相信这会在 C++ 中起作用(初始化顺序等)。另外，从美学上讲，我觉得这应该是......更“const”。我见过的解决此问题的其他代码使用 union ，明确列出 union 中的所有枚举类型。

我唯一能想到的另一件事是使用模板特化和显式特化，但我不知所措。我对此进行了网络搜索，但没有发现任何东西可以告诉我它是否会起作用。不过，如果可以用 union 来完成，难道不能用模板特化来完成吗？

是否可以使用模板、特化、显式特化来做这样的事情？是否还有其他更明显的解决方案(即我忘记的设计模式)我错过了？

哦，在我忘记之前 - 解决方案必须是可移植的。更具体地说，它必须在 Windows (Visual Studio 2010) 和 Redhat Enterprise 6/Centos 6 (GCC 4.4.4 IIRC) 上运行。

而且，以免我忘记，这个协议(protocol)是巨大的。这方面的理论最大值约为 133,000 个条目；一旦我包含“未定义”和“无声明”，我可能会有那么多条目。

谢谢。

Answer 1

实际上，你在这里有点紧张。

我的建议是首先使用 3 个枚举:

• 类别
• 输入
• 子类型

(起初)各种类型或子类型之间没有区别(我们只是将它们全部放在同一个篮子中)。

然后，我会简单地使用一个结构:

struct MusicType {
  Category category;
  Type type;
  SubType subtype;
};

并定义一个简单的set有效类型:

struct MusicTypeLess {
  bool operator()(MusicType const& left, MusicType const& right) const {
    if (left.category < right.category) { return true; }
    if (left.category > right.category) { return false; }

    if (left.type < right.type) { return true; }
    if (left.type > right.type) { return false; }

    return left.subtype < right.subtype;
  }
};

MusicType MusicTypes[] = {
  { Category::Pop, Type::Rock, SubType::EightiesRock },
  ...
};

// Sort it on initialization or define in sorted during generation

然后你可以定义简单的查询:

typedef std::pair<MusicType const*, MusicType const*> MusicTypeRange;

MusicTypeRange listAll() {
  return MusicTypeRange(MusicTypes, MusicTypes + size(MusicTypes));
}

namespace {
  struct MusicTypeCategorySearch {
    bool operator()(MusicType const& left, MusicType const& right) const {
      return left.category < right.category;
    }
  };
}

MusicTypeRange searchByCategory(Category cat) {
  MusicType const search = { cat, /* doesn't matter */ };
  return std::equal_range(MusicTypes,
                          MusicTypes + size(MusicTypes),
                          search,
                          MusicTypeCategorySearch());
}

namespace {
  struct MusicTypeTypeSearch {
    bool operator()(MusicType const& left, MusicType const& right) const {
      if (left.category < right.category) { return true; }
      if (left.category > right.category) { return false; }

      return left.type < right.type;
    }
  };
}

MusicTypeRange searchByType(Category cat, Type type) {
  MusicType const search = { cat, type, /* doesn't matter */ };
  return std::equal_range(MusicTypes,
                          MusicTypes + size(MusicTypes),
                          search,
                          MusicTypeTypeSearch ());
}

// little supplement :)
bool exists(MusicType const& mt) {
  return std::binary_search(MusicTypes, MusicTypes + size(MusicTypes), mt);
}

因为数组是有序的，所以运算速度很快(log N)，所以应该很顺利。