c++ - C++元编程:为每个枚举类型成员创建typedef作为类型

Question

我想知道是否可以从元类生成用于元编程目的的类型集。
我最初是C#程序员，并且习惯于使用很多属性进行反射和元编程。例如，用C#编写类似的代码段是我的一般模式:

public enum ComponentEnum { Component1, Component2, Component3 }

[Component(ComponentEnum.Component1)]
public class Component1
{
/* Some code */
}

public static class ComponentsMeta
{
    private static Dictionary<Type, ComponentEnum> map;
    static ComponentMeta() { /*process the whole codebase via reflection, search Component marked classes an fill the map */}
    public static bool IsComponent<T>() => map.ContainsKey(typeof(T));
    public static int GetComponentUID<T>() => (int)map[typeof(T)];
}

当然，这是一个非常基本的片段，没有断言和其他内容，但是我相信您已经明白了。
我想在C++代码段中做出相同的行为。我要确切地做的是创建一个名为 Components的类型，该类型将包含一些实用程序功能，例如 bool Components::isComponent<T>()或 size_t Components::getComponentUID<T>()或一些相关的东西。到目前为止，我所看到的最好的方法是自己写下来，制作一个像

template <typename Ts..>
class ComponentsData
{
/* functions impl here */
}

typedef ComponentsData<C1, C2, C3> Components;

因此，现在我可以询问 Components<C1>::getComponentUID()，它返回我该组件的uid(取决于它作为模板参数的位置或该组件的constexpr值，这无关紧要)。但这是一种非常不方便的方法，我想知道是否可以将宏放在组件类中，还是可以使用属性和代码生成步骤或其他方法。换句话说，我的目标是以某种方式标记该组件集中应包含的类，并在以后使用它。为此，C++可以提供什么？
如果我可以像执行C#方式那样做就可以了-制作一个枚举类，列出其中的所有组件，并在组件类内写入constexpr值(或者在枚举类附近的某处，这两种方式都对我有好处) 。
我的意思是这样的:

    /* ComponentsEnum.h */
    enum class ComponentsEnum { Comp1, Comp2, Comp3 };
    // Here is some magic to generate Components<C1, C2, C3> metaclass.

    /* another file */
    #include "ComponentsEnum.h"
    struct C1 { const ComponentsEnum MyValue = ComponentsEnum::Comp1; };

或类似的东西

    /* ComponentsEnum.h */
    enum class ComponentsEnum { Comp1, Comp2, Comp3 };
    
    // Here is all the magic 
    // All enum members concats into `Components<Comp1, Comp2, Comp3, ...>`
    ConcatAll<ComponentsEnum>();

    /* another file */
    #include "ComponentsEnum.h"
    struct Comp1 { };

或一些带有宏魔术的东西:

    /* ComponentsEnum.h */
    enum class ComponentsEnum { Comp1, Comp2, Comp3 };
    #define InitMeta(ComponentsEnumMember) /* Some Magic */

    /* another file */
    #include "ComponentsEnum.h"
    struct Comp1 { InitMeta(ComponentsEnum::Comp1) };

提前致谢!

Answer 1

跟随我的评论。
您可以在C++ 17中执行以下操作:

// In register.hpp
int register_me();

// In register.cpp
int register_me(){
    static int id = 0;
    return id++;
}

// In wherever.hpp
// #include "register.hpp"
struct component{
    inline static int id = register_me();
};

在C++ 17之前的版本中，需要将每个 .cpp的定义和初始化移至 component::id。
但我强烈建议不要使用此功能。重新考虑您的设计，将类型转换为ID对我来说是一种代码味道。 C++并不是真正为执行此类操作而设计的，它以后可能会困扰您。
上面的代码依赖于程序启动时对所有静态变量的动态初始化。未指定顺序，每次编译可能会导致分配不同的ID。
绝对不要在100％确保知道工具链的编译，链接和加载过程如何工作之前将其放入任何共享库中，因为这些过程不在C++ Standard的范围内。