c++ - 类方法子集的编译时生成

Question

我正在为不同制造商的多个设备开发一个编程接口(interface)。大多数制造商通常至少生产十几种型号。命令和数据作为低级指令发送到设备。问题在于，虽然没有两个设备支持相同的指令集，但大多数设备支持的指令集之间存在相当大的重叠。

因为低级指令很古怪，所以我计划将它们包装在直观命名的类方法中，这样我就不必在编写或阅读(或调试)代码时查找文档。在我设计的第一个版本中，所有方法都属于 Device 类，其构造函数接受单个参数，该参数是一个指示设备型号的枚举。例如:

  class Device
  {
  public:
       enum Model{ ABC , KLM , XYZ };
       Device( Model _model );        // ctor

       // Commands (encapsulate low-level instructions)
       inline void do_Foo();           // supported by all models
       inline void do_Bar();           // unsupported by 'KLM'
  };

但是，此外，如果初始化 Device 的模型不支持命令方法，我想阻止它们被调用。事实上，如果为设备模型 KLM 调用例如 do_Bar()，我想生成一个编译时错误。我已经排除了为每个设备模型创建一个类的可能性，因为这将涉及创建多个类。

想法

我考虑过使用预处理器指令 #error 以使用当前设备模型作为谓词或前提条件来生成编译时错误，尽管我不确定预处理器是否 #if.. 宏支持非常量，比如我的设备型号。在理想的世界中，命令方法将被标记为支持的方法，因此可以调用它。然而，我希望我没有要求太多，我希望尽可能轻松地完成这项工作，以便添加对较新设备的支持相对简单并且不涉及太多(容易出错)的编辑。

事后思考:我意识到设计可能存在缺陷，因为所有方法都应该是可调用的。我想仍然可以使用 STL 为每个设备生成有效命令的子集，尽管我不知道在这种情况下适用哪种 STL 范例(例如特征)。

Answer 1

您不能对仅在运行时已知的事物(例如传递给编译器的参数)进行编译时决策。因此，您基本上有两种选择:

1) 当调用不支持的方法时，在运行时抛出异常

inline void do_Bar(){
  if(model == KLM) throw runtime_exception("do_bar unsupported by device");
  ...
}

2) 创建许多类，可能通过只包含适当方法的模板。一种方法如下:

  enum Model{ ABC , KLM , XYZ };
  template<Model M>
  class Device {
  public:       
       Device();        // ctor
       // Commands (encapsulate low-level instructions)
       inline void do_Foo();           // supported by all models
       template<Bool Dummy = true>
       inline typename std::enable_if<Dummy && (M != KLM), void>::type do_Bar(); // unsupported by 'KLM'
  };

模板参数 Dummy 是必需的，因为 enable_if 依赖于 SFINAE，它只有在方法本身是模板方法和 enable_if 取决于模板参数。由于它是默认的模板参数，因此在调用方法时不需要显式提及，所以

Device<ABC> d;
d.do_bar();

仍然有效(所以界面没有变化)。

我使用了 std::enable_if，它只在 C++11 上可用，如果你没有，你需要使用 boost::enable_if ，或自己编写(不是 hard )。

第二个选项的缺点是无法编写不知道底层模型的代码。从好的方面来说，它允许您通过部分特化(或使用 enable_if)来掩盖提供的接口(interface)中的细微差别，从而为不同的模型获得不同的实现。

boost::enable_if 与 std::enable_if 的不同之处在于它采用类型作为第一个参数而不是 bool 值。因此，可以使用 boost::enable_if_c，它的工作方式与 std::enable_if 相同，也可以将 boost::enable_if 与 结合使用>boost::integral_constant(它是 Boost Type Traits 的一部分，因此包括 boost/type_traits.hpp):

template<Bool B> typename boost::enable_if<boost::integral_constant<bool, B && (M != KLM)>, void>::type do_bar();