c++ - 支持相等比较的类的 constexpr ID

Question

我需要创建一个独特的 constexpr我的 C++ 类的 ID。进一步的要求是这些 ID 应该具有可比性(如果它们可以与 > 和 < 进行比较就更好了。

想到一个简单的解决方案:

template <typename T>
struct IDMaker {
    static int i;
    static constexpr void * id = &i;
}

这种方法的问题在于以下内容无法在 constexpr 中编译上下文:

IDMaker<int>::id == IDMaker<double>::id;

看来 id是constexpr但它的比较不是。我对此进行了一些试验，基本上您可以用这个 id 做任何有用的事情。在 constexpr 内语境。 (编辑:这是 GCC 5.3 中的一个错误，根据评论中的 dyp，clang 没有提示这个。这是 GCC 错误吗？还是 clang 过于宽容？)

为了提供一点上下文，我需要这个才能使用 constexpr用于元编程的函数，以便我可以在运行时重用相同的逻辑。例如，我希望能够编写一个函数，它接受两个类型的列表并返回一个数组，其中包含第二个列表中与第一个列表中的元素相匹配的元素的索引。如果我可以获得类的 ID，我可以轻松地将其实现为 constexpr接收两个类型 ID 数组的函数。除了重用 constexpr在运行时运行，我希望这也能加快我的编译时间。

我实际上有某种解决方案，但它涉及一些宏观魔法；本质上，我使用宏将类和命名空间的名称反射(reflect)为 constexpr const char * name(){return #NewType;}。我还可以访问类命名空间的反射类并获取其名称。我最后写了一个 constexpr哈希函数:

constexpr size_t hash(const char *str) {
    size_t result{0};
    for(size_t i =0; str[i]!=0; ++i) {
        ...
    }
    return result;
}

通过这个函数，我可以散列一个类的完整名称并获得一个 constexpr size_t , 它有效。不过，这种方法有两个问题:

1) 当我有 1000 个类时，我的编译时间会变得多糟糕？你能推荐一个快速的哈希函数吗？2) 我怎样才能避免散列冲突，或者至少在冲突发生时得到一个早期错误？

Answer 1

要在编译时为您的类生成一个 ID，您可以使用指向函数的指针。我将它实现为一个模板元函数，该函数返回一个指向函数的指针并将一个类型作为参数:

template<typename T>
void id_gen(){}

using type_id_t = void(*)(void);

template<typename T>
constexpr type_id_t type_id = &id_gen<T>;

由于函数 id_gen 的每个实例都有不同的地址，我们可以将其用作唯一标识符!

然后，你可以为你的类做一些语法糖:

template<typename Crtp>
struct Identified {
    static constexpr type_id_t ID = type_id<Crtp>;
};

现在要识别您的类，您只需使用继承:

struct A : Identified<A> {};
struct B : Identified<B> {};

该方案的优势:

• 没有碰撞
• 非常快的编译时间
• 易于在 std::map 中使用

此解决方案的缺点:

• ID 的生成只是编译时的
• 你无法预测这些值