c++ - 创建一个编译时键到类型映射，通过调用可变参数函数来填充

Question

是否可以在编译时创建一个键->类型映射，在调用可变参数函数的实例时添加每个键值？

template <typename T, typename ... Args>
void writeToQueue(Args... args) {
    //Do something with args.
    // Insert to map. something akin to:
    // CODEMAP[T] = Args...
    // T -> Args... mapped when foo<T,Args...> is called.
}

或者

template <int code, typename ... Args>
void writeToQueue(Args... args) {
    //Do something with args.
    // Insert to map. something akin to:
    // CODEMAP[code] = Args...
    // code -> Args... mapped when foo<code,Args...> is called.
}

在上面，要求是有一个映射 type->type 或 int->type(以可行者为准)的 CODEMAP，但是当函数 foo 被调用时映射被填充，所以它不是事先的要求了解代码和参数。

这有可能吗？通过 boost/预处理器/模板编程？

编辑:如前所述，CODEMAP 是存储代码 -> 类型信息的映射。在运行时，读取器 block (比如 R)将读取 foo() 存储/处理的消息，并根据消息开头的代码进行解析。代码总是固定大小(4 个字符或 1 个整数)。

是同一个翻译单元。

编辑:所以这是交易:

生产者:将数据写入 FIFO 队列(关键代码热路径)-> 消费者线程从队列中读取并处理信息。

伪代码如下:

制作人:

void Producer::run() {
    // This guy shouldn't worry about the type of data being written.
    // So, encapsulating data into structs and passing it to queue is
    // out of question.
    writeToQueue<Code1>(1,2,"123123",'a', 3.1416);
    writeToQueue<Code2>(4,1,'b');

    template <int Code, typename ...Args>
    void writeToQueue(Args... args) {
     queue.insert(args...);
     // Need code to args... mapping. So, decided to create static
     // instantiation of a formatspecifier class.
     static formatspecifier<Code, args...> f{};
    }

    // To encode the type information to be used in run time.
    template <int Code, typename ... Args>
    class formatspecifier{
       formatspecifier() {
          global::codemap[Code] = encodeTypeInfo<Args...>();
       }
    };
}

消费者:

void Consumer::readfromQueue() {
    while(true) {
      if (queue.dataAvailable()) {
        const auto code = queue.getCode();
        // get encoded type info format from global::codemap map.
        const auto fmt = global::codemap[code];
        for (int i=0; i < fmt.len; i++) {
           // I am unsure how this part should look.
           process<fmt[0]::type>(queue.getData<fmt[0]::type>());
        } 
      }  
    }
 }

Answer 1

您可以通过 code 模板化结构，而不是使用映射，如下所示:

enum Codes {
    BEGIN_CODE = 0,
    Code1,
    Code2,
    NB_CODES
};

template <typename ... Args>
struct param_pack {
    // Alternatively you could also use std::tuple?!
};

template <Code code>
struct code_info;

// You still have to manually define this at some point...
// For all your different messages...
template <>
struct code_info<Code1> {
    typedef param_pack<int, double, double> args_t;
};

template <>
struct code_info<Code2> {
    typedef param_pack<int, float, float, long> args_t;
}

第一步检查，我们在某处有不同消息代码的类型信息。现在，我们如何使用这些信息处理它们？是时候施展一些模板魔法了:

namespace details {
template <typename ArgPack>
struct pack_processor;

template <typename T, typename ... Args>
struct pack_processor<param_pack<T, Args...>> {
    static void process_pack(YourQueue& queue) {
        process<T>(queue.getData<T>());
        pack_processor<param_pack<Args...>>::process_pack(queue);
    }
};

template <typename T>
struct pack_processor<param_pack<T>> {
    static void process_pack(YourQueue& queue) {
        process<T>(queue.getData<T>());
    }
};
} // namespace details

template <Code code>
process_message(YourQueue& queue) {
    details::pack_processor<typename code_info<code>::args_t>::process_pack(queue);
}

然后你可以添加另一个模板来找到相关的处理步骤，根据消息的代码应用于你的队列......为此我们必须“作弊”一点:因为我们只能在运行时获得所需的代码，我们不能立即分支处理，我们需要使用“模板切换”技巧。如下图所示:

namespace details {
// This is not static:
// you can't have static polymorphism when you get information from runtime...
template <Code ref_code>
void process_data_with_code(Code code, YourQueue& queue) {
    // We found the good code:
    if (code == ref_code) {
        // We retrieve the static information
        // and run the appropriate process_pack specialization -> this is static
        process_message<ref_code>(queue);
    } else {
        process_data_with_code<static_cast<Code>(ref_code-1)>(code, queue);
    }
}

template <>
void process_data_for_code<BEGIN_CODE>(Code code, YourQueue& queue) {
    std::cout << "Code not found..." << std::endl;
}

} // namespace details

void process_data(Code code, YourQueue& queue) {
    process_data_for_code<static_cast<Code>(NB_CODE-1)>(code, queue);
}

您可以在 Coliru 上找到运行示例使用虚拟 YourQueue 和 process() 实现。

这解决了消费者部分。您可以通过在 pack_processor 特化和通用 writeToQueue 方法中添加相关方法来类似地解决生产者部分，该方法将使用相同类型的 Template Switch我们刚刚看到的技巧。