指向struct / class的递归成员的指针的变量序列作为模板参数

Question

我正在努力进行一些模板编程，希望你能给我一些帮助。 我编写了一个C ++ 11接口，给出了一些结构，如：

struct Inner{
  double a;
};
struct Outer{
  double x, y, z, r;
  Inner in;
};

对实际数据实现getter / setter，该数据是为指定的struct成员定制的：

MyData<Outer, double, &Outer::x,
                               &Outer::y, 
                               &Outer::z,
                               &Outer::in::a //This one is not working
              > state();

Outer foo = state.get();
//...  
state.set(foo);

我设法通过以下方式为简单结构实现此功能：

template <typename T, typename U, U T::* ... Ms>
class MyData{
   std::vector<U *> var;
  public:
    explicit MyData();
    void set(T const& var_);
    T get() const;
};

template <typename T, typename U, U T::* ... Ms>
MyData<T, U, Ms ... >::Struct():var(sizeof...(Ms))
{
}

template <typename T, typename U, U T::* ... Ms>
void MyData<T, U, Ms ...>::set(T const& var_){
  unsigned i = 0;
  for ( auto&& d : {Ms ...} ){
    *var[i++] = var_.*d;
  }
}

template <typename T, typename U, U T::* ... Ms>
T MyData<T, U, Ms ...>::get() const{
  T var_;
  unsigned i = 0;
  for ( auto&& d : {Ms ...} ){
    var_.*d = *var[i++];
  }
  return var_;
}

但是当我传递一个嵌套结构的成员时它失败了。 理想情况下，我想实现一个指向成员类型的通用指针，它允许我与几个级别的范围分辨率兼容。 我找到了这种方法 ，但我不确定这是否应该应用于我的问题或者是否存在一些可以使用的实现。 提前致谢！

相关文章：

隐式模板参数

指向内部结构的指针

Answer 1

您可以将成员指针包装到struct中以便更容易链接：

template <typename...> struct Accessor;

template <typename T, typename C, T (C::*m)>
struct Accessor<std::integral_constant<T (C::*), m>>
{
    const T& get(const C& c) { return c.*m; }
    T& get(C& c) { return c.*m; }
};

template <typename T, typename C, T (C::*m), typename ...Ts>
struct Accessor<std::integral_constant<T (C::*), m>, Ts...>
{
    auto get(const C& c) -> decltype(Accessor<Ts...>().get(c.*m))
    { return Accessor<Ts...>().get(c.*m); }

    auto get(C& c) -> decltype(Accessor<Ts...>().get(c.*m))
    { return Accessor<Ts...>().get(c.*m); }
};

template <typename T, typename U, typename ...Ts>
class MyData
{
    std::vector<U> vars{sizeof...(Ts)};

    template <std::size_t ... Is>
    T get(std::index_sequence<Is...>) const
    {
        T res;
        ((Ts{}.get(res) = vars[Is]), ...); // Fold expression C++17
        return res;
    }
    template <std::size_t ... Is>
    void set(std::index_sequence<Is...>, T const& t)
    {
        ((vars[Is] = Ts{}.get(t)), ...); // Fold expression C++17
    }

public:
    MyData() = default;

    T get() const { return get(std::index_sequence_for<Ts...>()); }
    void set(const T& t) { return set(std::index_sequence_for<Ts...>(), t); }

};

与使用类似

template <auto ...ms> // C++17 too
using Member = Accessor<std::integral_constant<decltype(ms), ms>...>;

MyData<Outer, double, Member<&Outer::x>,
                           Member<&Outer::y>,
                           Member<&Outer::z>,
                           Member<&Outer::in, &Inner::a>
       > state;

std::index_sequence是C ++ 14，但可以在C ++ 11中实现。
在C ++ 11中也可以模拟来自C ++ 17的折叠表达式。
typename <auto> （C ++ 17）应替换为typename <typename T, T value> 。

演示

Answer 2

成员指针的泛化是可以在编译时将T映射到X&的函数。

在c ++ 17中 ，由于auto起来并不困难。 在c ++ 11中，它变得更难。 但基本的想法是你实际上并没有传递成员指针，传递类型，而且那些类型知道如何获取你的类并从中获取引用。

template<class T, class D, class...Fs>
struct MyData {
  std::array<D*, sizeof...(Fs)> var = {};
  explicit MyData()=default;
  void set(T const& var_) {
    var = {{ Fs{}(std::addressof(var_))... }};
  }
  T get() {
    T var_;
    std::size_t index = 0;
    using discard=int[];
    (void)discard{ 0, (void(
      *Fs{}(std::addressof(var_)) = *var[index++]
    ),0)... };
    return var_;
  }
};

它仍然是写一个实用程序，使得编写Fs...容易成员指针案例

template<class X, X M>
struct get_ptr_to_member_t;
template<class T, class D, D T::* M>
struct get_ptr_to_member_t< D T::*, M > {
  D const* operator()( T const* t )const{
    return std::addressof( t->*M );
  }
};
#define TYPE_N_VAL(...) \
  decltype(__VA_ARGS__), __VA_ARGS__
#define MEM_PTR(...) get_ptr_to_member_t< TYPE_N_VAL(__VA_ARGS__) >

现在的基本情况是

MyData< Outer, double, MEM_PTR(&Outer::x), MEM_PTR(&Outer::y) >

现在可以处理更复杂的情况。

一种方法是教get_ptr_to_member撰写。 这是烦人的工作，但没什么根本的。 排列是这样的，以便decltype(ptr_to_member_t * ptr_to_member_t)返回一个实例正确的类型，应用它，然后获取该指针并在其上运行左侧。

template<class First, class Second>
struct composed;

template<class D>
struct composes {};

#define RETURNS(...) \
  noexcept(noexcept(__VA_ARGS__)) \
  decltype(__VA_ARGS__) \
  { return __VA_ARGS__; }

template<class First, class Second>
struct composed:composes<composed<First, Second>> {
  template<class In>
  auto operator()(In&& in) const
  RETURNS( Second{}( First{}( std::forward<In>(in) ) ) )
};

template<class First, class Second>
composed<First, Second> operator*( composes<Second> const&, composes<First> const& ) {
  return {};
}

然后我们升级：

template<class X, X M>
struct get_ptr_to_member_t;
template<class T, class D, D T::* M>
struct get_ptr_to_member_t< D T::*, M >:
  composes<get_ptr_to_member_t< D T::*, M >>
{
  D const* operator()( T const* t )const{
    return std::addressof( t->*M );
  }
};

现在*组成他们。

MyData<TestStruct, double, MEM_PTR(&Outer::x),
                           MEM_PTR(&Outer::y), 
                           MEM_PTR(&Outer::z),
                           decltype(MEM_PTR(&Inner::a){} * MEM_PTR(&Outer::in){})
          > state();

回答可能包含许多错别字，但设计是合理的。

在c ++ 17中，大多数垃圾都会像宏一样蒸发掉。

Answer 3

我将使用lambda方法在C ++ 17中实现类似的功能（C ++ 14也可以，只需更改fold表达式）：

auto access_by() {
    return [] (auto &&t) -> decltype(auto) {
        return decltype(t)(t);
    };
}

template<class Ptr0, class... Ptrs>
auto access_by(Ptr0 ptr0, Ptrs... ptrs) {
    return [=] (auto &&t) -> decltype(auto) {
        return access_by(ptrs...)(decltype(t)(t).*ptr0);
    };
}

auto data_assigner_from = [] (auto... accessors) {
    return [=] (auto... data) {
        return [accessors..., data...] (auto &&t) {
            ((accessors(decltype(t)(t)) = data), ...);
        };
    };
};

让我们看看如何使用这些lambdas：

struct A {
    int x, y;
};

struct B {
    A a;
    int z;
};

access_by函数可以像：

auto bax_accessor = access_by(&B::a, &A::x);
auto bz_accessor = access_by(&B::z);

然后是B b; ， bax_accessor(b)是bax ; bz_accessor(b)是bz 。 值类别也会保留，因此您可以指定： bax_accessor(b) = 4 。

data_assigner_from()将构造一个赋值器来为给定的访问器分配B实例：

auto data_assigner = data_assigner_from(
        access_by(&B::a, &A::x),
        access_by(&B::z)
     );

data_assigner(12, 3)(b);

assert(b.z == 3 && b.a.x == 12);