c++ - c++11 中的 constexpr 模板元信息变量

Question

我正在尝试以结构化方式(即使用类)表示一些元信息。它只是 header ，我需要支持 c++11，所以不能使用内联变量。我想出了几个可能的解决方案，但每个都有其缺点。任何建议将不胜感激，尽管仅指出如何制作“替代 B”进行编译对我来说是一个很好的解决方案。

SthInfo::fieldA用作模板化 Processor<Type>::work(field) 的参数其中:

• 检查“容器类型”是否与该处理器匹配
• 并将 ID 与其他不相关的参数一起使用来做一些内部逻辑

备选方案 A - 有效但模板化的 ID

#include <type_traits>

template <typename Container, int ID>
class FieldInfo {
public:
    static constexpr int id = ID;
};

template <typename T>
class Processor {
public:
    template <typename Container, int ID>
    void work(FieldInfo<Container, ID> field) {
        static_assert(std::is_same<Container, T>::value, "Given field can't be processed - container type mismatch");
        // some business logic using the ID, i.e. accessing `field.id`
        int id = field.id;
    }
};

struct Sth {/* contains fieldA and fieldB - just as an example */};

// SthInfo holds meta-information about fields in Sth
struct SthInfo {
    static constexpr FieldInfo<Sth, 1> fieldA{};
};

int main() {
    Processor<Sth> processor;
    processor.work(SthInfo::fieldA);
}

这在 Linux 和 Windows 上运行良好(编译和链接)。但是，有没有办法避免 ID模板中的常量并将其作为 FieldInfo 中的字段类(class)？还有其他改进想法吗？

备选方案 B - 损坏 - 无法链接

我已尝试更改为以下代码，但它在 Linux 上没有链接(但在 Windows 上...)与 undefined reference to SthInfo::fieldA :

#include <type_traits>

template <typename Container>
class FieldInfo {
public:
    const int id;
};

template <typename T>
class Processor {
public:
    template <typename Container>
    void work(FieldInfo<Container> field) {
        static_assert(std::is_same<Container, T>::value, "Given field can't be processed - container type mismatch");
        // some business logic using the ID, i.e. accessing `field.id`
        int id = field.id;
    }
};

struct Sth {/* contains fieldA and fieldB - just as an example */};

// SthInfo holds meta-information about fields in Sth
struct SthInfo {
    static constexpr FieldInfo<Sth> fieldA{1};
};

int main() {
    Processor<Sth> processor;
    processor.work(SthInfo::fieldA);
}

替代 C - constexpr 函数 - 不太好用。

改变 SthInfo::fieldA到 constexpr 函数有帮助，但你必须使用 ()在应用程序代码中使用时...

#include <type_traits>

template <typename Container>
class FieldInfo {
public:
    const int id;
};

template <typename T>
class Processor {
public:
    template <typename Container>
    void work(FieldInfo<Container> field) {
        static_assert(std::is_same<Container, T>::value, "Given field can't be processed - container type mismatch");
        // some business logic using the ID, i.e. accessing `field.id`
        int id = field.id;
    }
};

struct Sth {/* contains fieldA and fieldB - just as an example */};

// SthInfo holds meta-information about fields in Sth
struct SthInfo {
    static constexpr FieldInfo<Sth> fieldA() { return FieldInfo<Sth>{1}; }
};

int main() {
    Processor<Sth> processor;
    processor.work(SthInfo::fieldA());
}

Answer 1

在 C++17 之前，它引入了内联变量——并使 constexpr 静态成员变量隐式内联——如果这些变量被 ODR 使用，你必须在类外定义:

const FieldInfo<Sth> SthInfo::fieldA;

请注意，这是一个非模板化变量，因此必须在一个 源文件中定义。 templated 变量的类似定义可以出现在 header 中(使用与内联变量相同的编译器/链接器支持)，因此您需要使用类似

template<class T>
struct Info {
    static constexpr FieldInfo<T> fieldA{1};
};
template<class T> const FieldInfo<T> Info<T>::fieldA;