指向struct / class的遞歸成員的指針的變量序列作為模板參數

Question

我正在努力進行一些模板編程，希望你能給我一些幫助。 我編寫了一個C ++ 11接口，給出了一些結構，如：

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

對實際數據實現getter / setter，該數據是為指定的struct成員定制的：

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);

我設法通過以下方式為簡單結構實現此功能：

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_;
}

但是當我傳遞一個嵌套結構的成員時它失敗了。 理想情況下，我想實現一個指向成員類型的通用指針，它允許我與幾個級別的范圍分辨率兼容。 我找到了這種方法 ，但我不確定這是否應該應用於我的問題或者是否存在一些可以使用的實現。 提前致謝！

相關文章：

隱式模板參數

指向內部結構的指針

Answer 1

您可以將成員指針包裝到struct中以便更容易鏈接：

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); }

};

與使用類似

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中實現。
在C ++ 11中也可以模擬來自C ++ 17的折疊表達式。
typename <auto> （C ++ 17）應替換為typename <typename T, T value> 。

演示

Answer 2

成員指針的泛化是可以在編譯時將T映射到X&的函數。

在c ++ 17中 ，由於auto起來並不困難。 在c ++ 11中，它變得更難。 但基本的想法是你實際上並沒有傳遞成員指針，傳遞類型，而且那些類型知道如何獲取你的類並從中獲取引用。

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_;
  }
};

它仍然是寫一個實用程序，使得編寫Fs...容易成員指針案例

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__) >

現在的基本情況是

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

現在可以處理更復雜的情況。

一種方法是教get_ptr_to_member撰寫。 這是煩人的工作，但沒什么根本的。 排列是這樣的，以便decltype(ptr_to_member_t * ptr_to_member_t)返回一個實例正確的類型，應用它，然后獲取該指針並在其上運行左側。

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 {};
}

然后我們升級：

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 );
  }
};

現在*組成他們。

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();

回答可能包含許多錯別字，但設計是合理的。

在c ++ 17中，大多數垃圾都會像宏一樣蒸發掉。

Answer 3

我將使用lambda方法在C ++ 17中實現類似的功能（C ++ 14也可以，只需更改fold表達式）：

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), ...);
        };
    };
};

讓我們看看如何使用這些lambdas：

struct A {
    int x, y;
};

struct B {
    A a;
    int z;
};

access_by函數可以像：

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 。 值類別也會保留，因此您可以指定： bax_accessor(b) = 4 。

data_assigner_from()將構造一個賦值器來為給定的訪問器分配B實例：

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);