在編譯時將枚舉值映射到帶有模板的相應類型？

Question

我有一個想法，在編譯時使用模板將枚舉值映射到相應的數據類型。 我怎樣才能做到這一點？

例如

enum DataType {
  UNSINGED_INT; // uint32_t
  INT; // int32_t
  UNSIGNED_CHAR; // uint8_t
  CHAR; // int8_t
}

auto type = MapToDataType<DataType::UNSIGNED_CHAR>; // type will be uint8_t in this case

Answer 1

如果您的enum包含可轉換為int的值序列，沒有孔，並且從零開始（如您的示例中所示），您可以使用std::tuple作為類型映射和std::tuple_element來提取所需的類型。

所以，寫一個輔助結構如下

template <DataType dt>
struct MapToDataType_helper
 {
   using type = typename std::tuple_element<
     static_cast<std::size_t>(dt),
     std::tuple<std::uint32_t,
                std::int32_t,
                std::uint8_t,
                std::int8_t>
                   >::type;
 };

您的地圖是一個簡單的模板，使用

template <DataType dt>
using MapToDataType = typename MapToDataType_helper<dt>::type;

例如，您可以驗證

static_assert( std::is_same_v<MapToDataType<DataType::UNSIGNED_CHAR>,
                              std::uint8_t> );

Answer 2

template <DataType> struct MapToDataTypeHelper {};
template <> struct MapToDataTypeHelper<INT> {using type = int;};
template <> struct MapToDataTypeHelper<UNSIGNED_INT> {using type = unsigned int;};
// ...

template <DataType X> using MapToDataType = typename MapToDataTypeHelper<X>::type;

MapToDataType<INT> x; // int x;

Answer 3

首先你專門化一個類模板，然后你使用別名模板：

#include <cstdint>

enum class DataType {
    UNSIGNED_CHAR,
    UNSIGNED_INT,
    CHAR,
    INT
};

template <DataType> struct MapToDataType;
template <> struct MapToDataType_t<DataType::UNSIGNED_CHAR> { using type = std::uint8_t; };
template <> struct MapToDataType_t<DataType::UNSIGNED_INT>  { using type = std::unit32_t; };
template <> struct MapToDataType_t<DataType::CHAR>          { using type = std::int8_t; };
template <> struct MapToDataType_t<DataType::INT>           { using type = std::nit32_t; };

template <DataType T>
using MapToDataType = typename MapToDataType_t<T>::type;

Answer 4

一些標記類型和值來攜帶編譯時值和類型：

template<auto x>
using constant_t = std::integral_constant<std::decay_t<decltype(x)>, x>;
template<auto x>
constexpr constant_t<x> constant{};
template<class T>
struct tag_t{using type=T;};
template<class T>
constexpr tag_t<T> tag{};

template<class X>
constexpr void type_map( X ) {}

template<auto X>
using get_type = typename decltype(type_map(constant<X>))::type;

好了，機器完成了。

現在只需添加這些：

    inline auto type_map( constant_t<DataType::UNSIGNED_INT> ) { return tag<std::uint32_t>; }
    inline auto type_map( constant_t<DataType::INT> ) { return tag<std::int32_t>; }
    inline auto type_map( constant_t<DataType::UNSIGNED_CHAR> ) { return tag<std::uint8_t>; }
    inline auto type_map( constant_t<DataType::CHAR> ) { return tag<std::int8_t>; }

它有效。

支持其他枚舉只是將type_map重載添加到相關enum的命名空間中。

一個宏

#define TYPE_MAP(FROM,...) \
  inline auto type_map( constant_t<FROM> ) { return tag<__VA_ARGS__>; }

可以讓它不那么冗長。

get_type現在可以在任何設置了相同機制的枚舉上統一工作。

活生生的例子。