C++编译时函数执行

Question

我的代码中有字符串标签，这些标签被转换为数字并用于在标签-值结构中搜索值。

我有这样的事情:

void foo()
{
    type value = search("SomeTag");
}

搜索的定义如下:

type search(const char* tag)
{
    return internal_search(toNumber(tag));
}

因为所有时间标签在编译时都是恒定的，所以我想从搜索函数中删除将标签转换为数字的调用。我知道可以在编译时使用模板( http://en.wikipedia.org/wiki/Compile_time_function_execution )执行一些简单的函数，但我不知道如何遍历以空结尾的字符串并将中间值保留在模板中。你能给出一个简单的例子，它迭代一个以空结尾的字符串并将字符添加到一个公共(public)变量中吗？

Answer 1

听起来你想要的是Boost . MPL的boost::mpl::string .在编译时使用 mpl::fold 编写元函数以将 mpl::string 转换为整数类型或多或少是微不足道的。 (如果字符串文字不代表有效的整数值，则编译失败)。

编辑:

我不完全确定你在寻找什么，所以这里实际上是两个不同的答案，具体取决于解释:

---

IF 您正在寻找的是编译时字符串到整数值的转换(例如，” 425897" 可以在编译时被识别为整数常量425897)，然后可以按照我的建议使用Boost.MPL:

#include <cstddef>
#include <boost/type_traits/is_integral.hpp>
#include <boost/type_traits/is_same.hpp>
#include <boost/type_traits/is_signed.hpp>
#include <boost/mpl/and.hpp>
#include <boost/mpl/assert.hpp>
#include <boost/mpl/char.hpp>
#include <boost/mpl/contains.hpp>
#include <boost/mpl/end.hpp>
#include <boost/mpl/eval_if.hpp>
#include <boost/mpl/find_if.hpp>
#include <boost/mpl/fold.hpp>
#include <boost/mpl/front.hpp>
#include <boost/mpl/identity.hpp>
#include <boost/mpl/integral_c.hpp>
#include <boost/mpl/minus.hpp>
#include <boost/mpl/negate.hpp>
#include <boost/mpl/next.hpp>
#include <boost/mpl/not.hpp>
#include <boost/mpl/pair.hpp>
#include <boost/mpl/placeholders.hpp>
#include <boost/mpl/plus.hpp>
#include <boost/mpl/pop_front.hpp>
#include <boost/mpl/push_back.hpp>
#include <boost/mpl/reverse_fold.hpp>
#include <boost/mpl/size_t.hpp>
#include <boost/mpl/string.hpp>
#include <boost/mpl/times.hpp>
#include <boost/mpl/vector.hpp>

namespace details
{
    namespace mpl = boost::mpl;

    typedef mpl::vector10<
        mpl::char_<'0'>, mpl::char_<'1'>, mpl::char_<'2'>, mpl::char_<'3'>,
        mpl::char_<'4'>, mpl::char_<'5'>, mpl::char_<'6'>, mpl::char_<'7'>,
        mpl::char_<'8'>, mpl::char_<'9'>
    > valid_chars_t;

    template<typename IntegralT, typename PowerT>
    struct power_of_10;

    template<typename IntegralT, std::size_t Power>
    struct power_of_10<IntegralT, mpl::size_t<Power> > : mpl::times<
        power_of_10<IntegralT, mpl::size_t<Power - 1u> >,
        mpl::integral_c<IntegralT, 10>
    > { };

    template<typename IntegralT>
    struct power_of_10<IntegralT, mpl::size_t<1u> >
        : mpl::integral_c<IntegralT, 10>
    { };

    template<typename IntegralT>
    struct power_of_10<IntegralT, mpl::size_t<0u> >
        : mpl::integral_c<IntegralT, 1>
    { };

    template<typename IntegralT, typename StringT>
    struct is_negative : mpl::and_<
        boost::is_signed<IntegralT>,
        boost::is_same<
            typename mpl::front<StringT>::type,
            mpl::char_<'-'>
        >
    > { };

    template<typename IntegralT, typename StringT>
    struct extract_actual_string : mpl::eval_if<
        is_negative<IntegralT, StringT>,
        mpl::pop_front<StringT>,
        mpl::identity<StringT>
    > { };

    template<typename ExtractedStringT>
    struct check_valid_characters : boost::is_same<
        typename mpl::find_if<
            ExtractedStringT,
            mpl::not_<mpl::contains<valid_chars_t, mpl::_> >
        >::type,
        typename mpl::end<ExtractedStringT>::type
    > { };

    template<typename ExtractedStringT>
    struct pair_digit_with_power : mpl::first<
        typename mpl::reverse_fold<
            ExtractedStringT,
            mpl::pair<mpl::vector0<>, mpl::size_t<0> >,
            mpl::pair<
                mpl::push_back<
                    mpl::first<mpl::_1>,
                    mpl::pair<mpl::_2, mpl::second<mpl::_1> >
                >,
                mpl::next<mpl::second<mpl::_1> >
            >
        >::type
    > { };

    template<typename IntegralT, typename ExtractedStringT>
    struct accumulate_digits : mpl::fold<
        typename pair_digit_with_power<ExtractedStringT>::type,
        mpl::integral_c<IntegralT, 0>,
        mpl::plus<
            mpl::_1,
            mpl::times<
                mpl::minus<mpl::first<mpl::_2>, mpl::char_<'0'> >,
                power_of_10<IntegralT, mpl::second<mpl::_2> >
            >
        >
    > { };

    template<typename IntegralT, typename StringT>
    class string_to_integral_impl
    {
        BOOST_MPL_ASSERT((boost::is_integral<IntegralT>));

        typedef typename extract_actual_string<
            IntegralT,
            StringT
        >::type ExtractedStringT;
        BOOST_MPL_ASSERT((check_valid_characters<ExtractedStringT>));

        typedef typename accumulate_digits<
            IntegralT,
            ExtractedStringT
        >::type ValueT;

    public:
        typedef typename mpl::eval_if<
            is_negative<IntegralT, StringT>,
            mpl::negate<ValueT>,
            mpl::identity<ValueT>
        >::type type;
    };
}

template<typename IntegralT, typename StringT>
struct string_to_integral2
    : details::string_to_integral_impl<IntegralT, StringT>::type
{ };

template<typename IntegralT, int C0, int C1 = 0, int C2 = 0,
    int C3 = 0, int C4 = 0, int C5 = 0, int C6 = 0, int C7 = 0>
struct string_to_integral : string_to_integral2<
    IntegralT,
    boost::mpl::string<C0, C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7>
> { };

用法如下:

type search(int tag) { /*impl... */ }

void foo()
{
    type value = search(string_to_integral<int, '4258','97'>::value);
}

// OR, if you still want to maintain the separation
// between `search` and `internal_search`

type internal_search(int tag) { /*impl... */ }

template<typename TagStringT>
type search()
{
    return internal_search(string_to_integral2<int, TagStringT>::value);
}

void foo()
{
    typedef boost::mpl::string<'4258','97'> tag_t;
    type value = search<tag_t>();
}

实现了对负数的支持，不支持溢出检测(但您的编译器可能会给出警告)。

---

IF 您正在寻找的是编译时字符串到整数值的映射(例如，” SomeTag" 可以在编译时被识别为整数常量425897)，那么Boost.MPL 仍然可以解决问题，但是在编译时必须知道所有字符串到整数值的映射时间并集中注册:

#include <boost/type_traits/is_same.hpp>
#include <boost/mpl/assert.hpp>
#include <boost/mpl/at.hpp>
#include <boost/mpl/integral_c.hpp>
#include <boost/mpl/map.hpp>
#include <boost/mpl/pair.hpp>
#include <boost/mpl/string.hpp>
#include <boost/mpl/void.hpp>

namespace details
{
    namespace mpl = boost::mpl;

    typedef mpl::map<
        mpl::pair<
            mpl::string<'Some','Tag'>,
            mpl::integral_c<int, 425897>
        >,
        mpl::pair<
            mpl::string<'Some','Othe','rTag'>,
            mpl::integral_c<int, -87>
        >,
        mpl::pair<
            mpl::string<'AnUn','sign','edTa','g'>,
            mpl::integral_c<unsigned, 7u>
        >
    > mappings_t;

    template<typename StringT>
    struct map_string_impl
    {
        typedef typename mpl::at<
            mappings_t,
            StringT
        >::type type;
        BOOST_MPL_ASSERT_NOT((boost::is_same<type, mpl::void_>));
    };
}

template<typename StringT>
struct map_string2 : details::map_string_impl<StringT>::type { };

template<int C0, int C1 = 0, int C2 = 0, int C3 = 0,
    int C4 = 0, int C5 = 0, int C6 = 0, int C7 = 0>
struct map_string : map_string2<
    boost::mpl::string<C0, C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7>
> { };

用法如下:

type search(int tag) { /*impl... */ }

void foo()
{
    type value = search(map_string<'Some','Tag'>::value);
}

// OR, if you still want to maintain the separation
// between `search` and `internal_search`

type internal_search(int tag) { /*impl... */ }

template<typename TagStringT>
type search()
{
    return internal_search(map_string2<TagStringT>::value);
}

void foo()
{
    typedef boost::mpl::string<'Some','Tag'> tag_t;
    type value = search<tag_t>();
}

mappings_t 是需要进行编辑以维护您的字符串到整数值的映射，并且如所示，映射的整数值不必都是相同的基础类型。

---

在任何一种情况下，因为映射是在编译时完成的，所以 search/internal_search(真正的实现采用 int ) 可以将整数值作为模板参数而不是函数参数，如果这样做对其实现有意义的话。

希望这能回答您的问题。