c++ - 如何在 C++ 中使用选项 true、false、default 和 toggle 实现标志？

Question

我目前正在尝试提出一种巧妙的方法来实现标志，除了通常的“true”和“false”之外，还包括状态“default”和(可选)“toggle”。

标志的一般问题是，它有一个函数并希望通过传递某些参数来定义其行为(“做某事”或“不做某事”)。

单旗

使用单个( bool 值)标志，解决方案很简单:

void foo(...,bool flag){
    if(flag){/*do something*/}
}

在这里添加默认值特别容易，只需将函数更改为

void foo(...,bool flag=true)

并在没有标志参数的情况下调用它。

多个标志

一旦标志数量增加，我通常看到和使用的解决方案是这样的:

typedef int Flag;
static const Flag Flag1 = 1<<0;
static const Flag Flag2 = 1<<1;
static const Flag Flag3 = 1<<2;

void foo(/*other arguments ,*/ Flag f){
    if(f & Flag1){/*do whatever Flag1 indicates*/}
    /*check other flags*/
}

//call like this:
foo(/*args ,*/ Flag1 | Flag3)

这样做的好处是，您不需要每个标志的参数，这意味着用户可以设置他喜欢的标志，而只需忘记他不关心的标志。尤其是你不会接到类似 foo (/*args*/, true, false, true) 的电话您必须计算哪个真/假表示哪个标志。

这里的问题是:
如果您设置了默认参数，则只要用户指定任何标志，它就会被覆盖。像 Flag1=true, Flag2=false, Flag3=default 这样的想法是不可能的.

显然，如果我们想要 3 个选项(真、假、默认)，我们需要为每个标志至少传递 2 位。因此，虽然它可能不是必需的，但我想任何实现都应该很容易使用第 4 个状态来指示切换(= !默认)。

我有两种方法，但我对它们都不太满意:

方法 1:定义 2 个标志

到目前为止，我尝试使用这样的东西:

typedef int Flag;
static const Flag Flag1 = 1<<0;
static const Flag Flag1False= 1<<1;
static const Flag Flag1Toggle = Flag1 | Flag1False;
static const Flag Flag2= 1<<2;
static const Flag Flag2False= 1<<3;
static const Flag Flag2Toggle = Flag2 | Flag2False;

void applyDefault(Flag& f){
    //do nothing for flags with default false

    //for flags with default true:
    f = ( f & Flag1False)? f & ~Flag1 : f | Flag1;
    //if the false bit is set, it is either false or toggle, anyway: clear the bit
    //if its not set, its either true or default, anyway: set
}

void foo(/*args ,*/ Flag f){
    applyDefault(f);

    if (f & Flag1) //do whatever Flag1 indicates
}

但是，我不喜欢的是，每个标志使用两个不同的位。这导致“default-true”和“default-false”标志的不同代码以及必要的 if 而不是 applyDefault() 中的一些不错的按位操作.

方法 2:模板

通过定义这样的模板类:

struct Flag{
  virtual bool apply(bool prev) const =0;
};

template<bool mTrue, bool mFalse>
struct TFlag: public Flag{
    inline bool apply(bool prev) const{
        return (!prev&&mTrue)||(prev&&!mFalse);
    }
};

TFlag<true,false> fTrue;
TFlag<false,true> fFalse;
TFlag<false,false> fDefault;
TFlag<true,true> fToggle;

我能够浓缩 apply转换为单个按位运算，在编译时除了 1 个参数之外的所有参数都是已知的。所以使用 TFlag::apply直接编译(使用 gcc)到与 return true; 相同的机器码, return false; , return prev;或 return !prev;会，这非常有效，但这意味着如果我想传递 TFlag，我必须使用模板函数作为论据。继承自 Flag并使用 const Flag& as 参数增加了虚函数调用的开销，但使我免于使用模板。

但是我不知道如何将其扩展到多个标志......

题

所以问题是:
我如何在 C++ 中的单个参数中实现多个标志，以便用户可以轻松地将它们设置为“真”、“假”或“默认”(通过不设置特定标志)或(可选)指示“任何不是默认”？

是一个有两个整数的类，使用类似的按位运算，比如模板方法，它自己的按位运算符是要走的路吗？如果是这样，有没有办法让编译器可以选择在编译时执行大部分按位运算？

编辑澄清:
我不想将 4 个不同的标志“true”、“false”、“default”、“toggle”传递给函数。
例如。想一想在标志用于“绘制边框”、“绘制中心”、“绘制填充颜色”、“模糊边框”、“让圆圈上下跳跃”、“做任何其他花哨的东西”的地方绘制的圆圈你可以用一个圆圈来做", ....
对于这些“属性”中的每一个，我想传递一个值为 true、false、default 或 toggle 的标志。
因此，该函数可能会决定默认绘制边框、填充颜色和居中，但其余的都不绘制。一个调用，大致是这样的:

draw_circle (DRAW_BORDER | DONT_DRAW_CENTER | TOGGLE_BLURRY_BORDER) //or
draw_circle (BORDER=true, CENTER=false, BLURRY=toggle)
//or whatever nice syntax you come up with....

应该绘制边框(由标志指定)，而不是绘制中心(由标志指定)，模糊边界(标志表示:不是默认值)并绘制填充颜色(未指定，但它的默认值)。
如果我后来决定不再默认绘制中心但默认模糊边框，则调用应绘制边框(由标志指定)，不绘制中心(由标志指定)，不模糊边框(现在模糊是默认的) ，但我们不想要默认值)并绘制填充颜色(没有标志，但它的默认值)。

Answer 1

不完全漂亮，但非常简单(从您的方法 1 构建):

#include <iostream>

using Flag = int;
static const Flag Flag1 = 1<<0;
static const Flag Flag2 = 1<<2;
// add more flags to turn things off, etc.

class Foo
{
    bool flag1 = true;      // default true
    bool flag2 = false;     // default false

    void applyDefault(Flag& f)
    {
        if (f & Flag1)
            flag1 = true;
        if (f & Flag2)
            flag2 = true;
        // apply off flags
    }

public:
    void operator()(/*args ,*/ Flag f)
    {
        applyDefault(f);
        if (flag1)
            std::cout << "Flag 1 ON\n";
        if (flag2)
            std::cout << "Flag 2 ON\n";
    }
};

void foo(/*args ,*/ Flag flags)
{
    Foo f;
    f(flags);
}

int main()
{
    foo(Flag1); // Flag1 ON
    foo(Flag2); // Flag1 ON\nFlag2 ON
    foo(Flag1 | Flag2); // Flag1 ON\nFlag2 ON
    return 0;
}