C++ 对模板化类链使用可变模板生成序列化

我有一个急切的项目，在这个项目中，我试图通过编写以下内容尽可能轻松地实现结构的序列化：

class Data {
  const QString& string();
  void setString(QString string);
  ...
};

const QString stringName() { return "string"; }

template class <class Invokee, typename ContentType, const QString(*NameFunction)(), const ContentType& (Invokee::* Getter)() const> Field;

void serialize() {
  Data data{...};
  QJsonObject serialized 
    = serialize<Data, Field1, Field2, ...>;
}

---

我在琢磨我做错了什么，或者这是否可能。

这是可能的，但正确的工具不是模板。要深入挖掘类型参数，就像您希望提取

字段

的所有模板参数一样，您需要使用部分模板专门化

由于在C++17中，这一切都可以简化一点，因此我将把它分为两部分：

C++11解决方案 首先，简化

字段

，使其成为常规模板：

模板<
类被调用者，
typename ContentType，
常量QString（*NameFunction）（），
const ContentType&（被调用方：：*Getter）（）const>
结构域；

函数模板不支持部分模板专门化，因此下一步是生成虚拟结构。实际上，您可以从字段中推断出我们需要的所有内容，因此字段是唯一必要的类型参数：

模板
结构对象序列化程序；

现在，它变得有趣了。将

字段的每个参数

转换为一个参数包，并展开它们以获得专用类型：

模板<
类型名被调用者，
类型名。。。内容类型，
常量QString（*…名称函数）（），
const ContentType&（被调用方：：*…Getter）（）const>
结构对象序列化程序
{ /* ... */ }

在这个怪物模板的主体中，使用call操作符来定义实际的函数。此函数的主体应将

object

的属性设置为提取到字段的值

由于无法将参数包实际扩展为语句，因此必须使用技巧。我将使用来自的技巧将语句隐藏在

std:：initializer\u list

中，以这样一种方式，除了赋值之外的所有语句都是常量折叠的：

consteprvoid操作符（）（QJsonObject&object，constinvokee&Invokee）{
无效（标准：：初始值设定项列表）{
（void（object[NameFunction（）]=（invokee.*Getter）（），nullptr）。。。
});
}

然后你可以用一个方便的函数来隐藏这个结构。我将它重新排列了一点，因此

Invokee

是从参数中推导出来的：

template <typename... Fields, typename Invokee>
void serializeToObject(QJsonObject& object, const Invokee& invokee) {
    ObjectSerializer<Fields...>{}(object, invokee);
}

但当你进行部分专业化时，你仍然可以推断出所有这些信息。您还可以使用折叠表达式简化“展开赋值”技巧：

模板<
类型名被调用者，
类型名。。。内容类型，
常量QString（*…名称函数）（），
const ContentType&（被调用方：：*…Getter）（）const>
结构对象序列化程序{
模板
constexpr void操作符（）（QJsonObject和object，const Invokee和Invokee）{
（void（object[NameFunction（）]=（invokee.*Getter）（），…）；
}
};

所以现在，

serializeToObject

每个字段只需要两个模板参数，而不是4个：

serializeToObject<
领域
>（对象、数据）；

演示：

作品在叮当声中找到。但是哎哟，这导致gcc爆炸（）：

RTL过程中的

：展开
：在函数“void serializeToObject（QJsonObject&，const Invokee&）[带字段={Field}；Invokee=Data]”中：
：34:34:内部编译器错误：分段错误
34 | ObjectSerializer{}（object，invokee）；
|     ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^~~~~~~~~~~~~~~~~
请提交完整的bug报告，

（我将很快发送完整的错误报告）

简化的C++17解决方案（使用gcc解决方案） 这个gcc错误很糟糕，但可以通过使用不同的类型序列化每个字段来解决：

模板
结构字段序列化器；
模板
结构字段序列化程序{
void操作符（）{
对象[NameFunction（）]=（invokee.*Getter）（）；
}  
};
模板
void serializeToObject（QJsonObject和object、const Invokee和Invokee）{
（void（FieldSerializer{}（object，invokee）），…）；
}

这会生成比您希望的更多的类型，但不像递归解决方案那样多的类型

演示：

---

---

编辑：我对这个答案做了几次修改，首先添加了C++17简化，然后切换到一个非递归的解决方案，希望有更好的编译时间。

[OT]：返回const对象是无用的（甚至更糟，因为它禁止一些优化）。您可能会对

BOOST\u HANA\u DEFINE\u STRUCT

或类似的解决方案感兴趣。（当您使用Qt时，可能会有所帮助）。为什么不在常量字段命名函数中使用现成的序列化库，例如？@Jarod42？你有这方面的文章吗？“我很想把它读出来。”弗拉基米尔贝索夫：嗯，额外的一个图书馆永远是一个需要跟踪的地方。但我可以看到如果这不是问题的话，人们会如何使用它。太棒了。我想给你买杯啤酒好的先生，这打开了很多其他的模版把戏，我一定要试试。我认为编译器可能会为此生成大量的中间结构。对，所有递归解决方案都涉及对编译有相当负面影响的TypeSploion。如果您可以只扩展参数包或使用折叠表达式，那就更好了，但我不认为您可以扩展部分专门化。但我会是猴子的叔叔：。。。叮当作响。这是我的错！所以woohoo，我开始提交一个bug报告。好的，我修改了解决方案，添加了一个非递归的解决方案，以及一个解决我发现的gcc bug的方法。

void tryOut() {
  Data data;
  data.setString("testString");
  QJsonObject object{};

  serializeToObject
      <
      Data,
      Field<Data, QString, stringName, &Data::string>
      >
  (object, testClass);
}

candidate template ignored: couldn't infer template argument 'NameFunction'
void serializeToObject(QJsonObject& object, Invokee& invokee) {

template <typename... Fields, typename Invokee>
void serializeToObject(QJsonObject& object, const Invokee& invokee) {
    ObjectSerializer<Fields...>{}(object, invokee);
}

during RTL pass: expand
<source>: In function 'void serializeToObject(QJsonObject&, const Invokee&) [with Fields = {Field<stringName, &Data::string>}; Invokee = Data]':
<source>:34:34: internal compiler error: Segmentation fault
   34 |     ObjectSerializer<Fields...>{}(object, invokee);
      |     ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^~~~~~~~~~~~~~~~~
Please submit a full bug report,