C++结构的自动比较器

Question

有许多原始结构(数百个)，用于在两个组件(例如播放器和服务器)之间传输数据。其中没有方法，只有原始数据。任务是编写所有请求和答案，以便能够在没有服务器的情况下重播玩家场景(我们记住所有问题和所有答案，它们都是纯函数)。所以任务是将这个结构放在没有比较器的映射中。现在我们使用memcmp，它允许不考虑这个结构的变化并且它是紧凑的，但是填充等问题太多。

是否有可能获得类似 getHashValue 或任何默认比较器的 smth 元编程？状况:1) 我不想为每个结构创建一个比较器。2)如果添加或删除字段破坏了现有行为并需要修复，我希望出现错误。3) 我不想更改带有结构定义的头文件。

结构的例子

struct A {
  int a;
  int b;
  c c;
}

bool operator<(const A& a1, const A& a2)
{
  if (a1.a != a2.a) return a1.a < a2.a;
  if (a1.b != a2.b) return a1.b < a2.b;
  if (a1.c != a2.c) return a1.c < a2.c;
  return false;
} 

我可以考虑使用其他语言来实现这个确切的部分(收集问题/答案)，如果它不需要再次用该语言描述所有这些结构的话。

Answer 1

在 C++17 中，如果您愿意 (A) 在某处对每个结构中的元素数量进行硬编码，并且 (B) 为结构中元素的每个计数编写或生成代码，则可以实现此目的.

template<std::size_t N>
using size_k = std::integral_constant<std::size_t, N>;

template<class T>
auto auto_tie( size_k<0>, T&& t ) {
  return std::tie();
}
template<class T>
auto auto_tie( size_k<1>, T&& t ) {
  auto& [ x0 ] = std::forward<T>(t);
  return std::tie( x0 );
}
template<class T>
auto auto_tie( size_k<2>, T&& t ) {
  auto& [ x0, x1 ] = std::forward<T>(t);
  return std::tie( x0, x1 );
}
// etc

现在，在相关结构的命名空间中，写

struct foo {
  int x;
};
struct bar {
  int a, b;
};
size_k<1> elems( foo const& ) { return {}; }
size_k<2> elems( bar const& ) { return {}; }

一个 elems 函数返回 size_k 计算元素的数量。

现在在结构的命名空间中，写:

template<class T, class Size=decltype(elems(std::declval<T const&>()))>
bool operator<( T const& lhs, T const& rhs ) {
  return auto_tie( Size{}, lhs ) < auto_tie( Size{}, rhs );
}

你就完成了。

测试代码:

foo f0{1}, f1{2};
bar b0{1,2}, b1{-7, -3};

std::cout << (f0<f1) << (f1<f0) << (f0<f0) << "\n";
std::cout << (b0<b1) << (b1<b0) << (b0<b0) << "\n";

Live example .

比这更进一步将需要编写第 3 方工具或等待对 C++ 的反射扩展，可能在 C++20 或 23 中。

如果 elems 出错，我相信 auto_tie 中的结构化绑定(bind)代码应该会产生错误。