c++ - 简明双向静态1 :1 mapping of values and types

Question

我将从我想象如何使用我想创建的代码开始。它不必完全像这样，但它是我在标题中所说的“简洁”的一个很好的例子。就我而言，它是将类型映射到相关枚举值。

struct bar : foo<bar, foo_type::bar> { /* ... */ };
//               \_/  \___________/
//                ^ Type         ^ Value

理想情况下，这应该是在 foo 的第一个模板参数之间自动注册双向映射。 ，一个类型，第二个，一个值，只有继承语法和正确的模板参数，以便我以后可以做下面例子中的内容。

foo_type value = to_value<bar>; // Should be foo_type::bar
using type = to_type<foo_type::bar>; // Should be bar

我知道我可以为每个类型值对手动编写两个模板特化来做到这一点，但我想知道它是否会比不使用宏更乏味。
我已经尝试过的是......

专门化模板别名以编写更少的代码来生成专门化。在当前的 C++ 版本 (17/20) 中显然不可能。

专门化继承的模板成员类型。

struct foo_base
{
    template<typename T>
    struct to_value
    {};

    template<foo_type E>
    struct to_type
    {};
};

template<typename T, foo_type E>
struct foo : public foo_base
{
    template<>
    struct to_value<T>
    {
        static constexpr auto value = E;
    };

    template<>
    struct to_type<E>
    {
        using type = T;
    };
};

然后它将与我在开始时介绍的内容类似地使用。

foo_type value = foo_base::to_value<bar>::value; // Should be foo_type::bar
using type = foo_base::to_type<foo_type::bar>::type; // Should be bar

但它在 MSVC 上失败并出现以下错误。

explicit specialization; 'foo_base::to_value' has already been instantiated

'foo_base::to_value': cannot specialize template in current scope

我觉得如果没有明确的手动特化，它可能无法实现，但是 C++17 允许许多令人惊讶的基于模板的 hack，所以在我放弃这个想法之前想与更有经验的人确认。

Answer 1

@HolyBlackCat 的回答太棒了。 Type-to-enum 可以通过比 ADL 黑客更简单的方式实现，所以我尝试将 enum-to-type 位提炼到最低限度:

template <auto E>
struct adl_to_type 
{
    friend auto foo_type_to_type(adl_to_type);
};

template<typename T, foo_type E>
struct foo 
{
    friend auto foo_type_to_type(adl_to_type<E>) { return (T*)nullptr; };
};

template <foo_type E>
using to_type = std::remove_pointer_t<decltype(foo_type_to_type(adl_to_type<E>{}))>;

int main() 
{
    to_type<foo_type::bar>{}.say();
    return 0; 
}

Run on gcc.godbolt.org

它仍然让我大吃一惊。 auto返回类型在这里绝对是至关重要的。甚至将其更改为 T*在 foo会产生编译错误。我也尝试摆脱 adl_to_type并使用 integral_constant相反，但似乎声明 foo_type_to_type因为用于解析 ADL 的类型中的 friend 函数是这里的关键。