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C++ Fusion运行时开关

c++

C++ Fusion运行时开关,c++,metaprogramming,boost-fusion,C++,Metaprogramming,Boost Fusion,我正在从文件中读取对象的类型： enum class type_index { ... }; type_index typeidx = read(file_handle, type_index{}); 根据类型索引的不同，我希望创建一个类型（从可能的类型列表中），并对其执行一些泛型操作（每个类型的泛型代码相同）： std:：元组可能的类型； boost:：fusion:：for_each（可能的_类型，[&]（自动i）{ 如果（i:：typeidx！=typeidx）{return；} //和

我正在从文件中读取对象的类型：

enum class type_index { ... };
type_index typeidx = read(file_handle, type_index{});
根据类型索引的不同，我希望创建一个类型（从可能的类型列表中），并对其执行一些泛型操作（每个类型的泛型代码相同）：

std:：元组可能的类型；
boost:：fusion:：for_each（可能的_类型，[&]（自动i）{
如果（i:：typeidx！=typeidx）{return；}
//和我一起做一般的事情
});
即:

  • 对于不同的类型，我有相同的通用代码
  • 我希望编译器为每种类型生成特定的代码
  • 我只知道运行时需要哪种类型
  • 我只想执行单一类型的代码
这感觉像是一个带有运行时条件的
switch
语句，但是“cases”是在编译时生成的。特别是，对于每个语句，这一点都不像是一个
（我没有对向量、元组、列表中的所有元素做任何事情，而只是对单个元素）


有没有更好更清晰的方法来表达/写这个成语？（例如，对于可能的类型，使用
mpl:：vector
而不是
std:：tuple
，对于每个算法，…）使用不同于
的
。
我认为您现有的解决方案不错。在
//do generic stuff
时，调用类型重载的其他函数


boost::fusion::for_each(possible_types, [&](auto i) {
  if (i::typeidx != typeidx) { return; }
  doSpecificStuff(i);
});

void doSpecificStuff(const TypeA& a) { ... }
void doSpecificStuff(const TypeB& b) { ... }
...


好吧，你不可能得到一个
开关
，它比这里的
if…else
结构要快一点，但不是实质性的，而且对于你在读取文件时运行的进程来说，它不太可能被注意到

其他选项都与此类似。Fusion或mpl随机访问容器，甚至std:：tuple都可以通过get进行访问，但这需要编译时索引，因此您正在构建案例，并且仍然使用类似于


if (idx == 0) { doSpecificStuff(std::get<0>(possible_types)); }
else if (idx == 1) ...
....



if（idx==0）{doSpecificStuff（std:：get（可能的_类型））；}
否则如果（idx==1）。。。
....


这可以通过递归模板完成，如：


template <size_t current>
void dispatchImpl(size_t idx)
{
    if (idx >= std::tuple_size<possible_types>::value) return;
    if (idx == current) 
    {
        doSpecificStuff(std::get<current>(possible_types));
        return;
    }
    dispatchImpl<current + 1>(idx);
}
void dispatch(size_t idx) { dispatchImpl<0>(idx); }



模板
void dispatchImpl（大小\u t idx）
{
if（idx>=std:：tuple\u size:：value）返回；
如果（idx==当前）
{
doSpecificStuff（标准：：获取（可能的_类型））；
返回；
}
dispatchImpl（idx）；
}
无效调度（size_t idx）{dispatchImpl（idx）；}


我知道的唯一替代方法是构建一个函数指针数组。看见我不认为你真的能从你的案例中获得任何解决方案，而且更难遵循

您的
fusion:：for_每个
解决方案的一个优点是它不会强制您的类型索引是连续的。随着应用程序的发展，您可以轻松地添加新类型或删除旧类型，代码仍然可以工作，如果您尝试使用容器索引作为类型索引，这将更加困难。
当您说我对不同类型有相同的通用代码时；是否可以用相同的原型将其全部封装到一个函数中

如果是这样，您可以使用
std:：function
映射每个
type\u索引
，以使编译器为每个类型生成代码，并有一种简单的方法来调用每个函数来替换开关

开关更换：


function_map.at(read())();




运行示例：


#include <stdexcept>
#include <map>
#include <string>
#include <functional>
#include <iostream>

template<typename Type>
void doGenericStuff() {
    std::cout << typeid(Type).name() << std::endl;
    // ...
}

class A {};
class B {};
enum class type_index {typeA, typeB};
const std::map<type_index, std::function<void()>> function_map {
    {type_index::typeA, doGenericStuff<A>},
    {type_index::typeB, doGenericStuff<B>},
};

type_index read(void) {
    int i;
    std::cin >> i;
    return type_index(i);
}

int main(void) {
    function_map.at(read())(); // you must handle a possible std::out_of_range exception
    return 0;
}



#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
模板
void doGenericStuff（）{
std：：cout i；
返回类型_指数（i）；
}
内部主（空）{
函数_map.at（read（））（）；//必须处理可能的std:：out_of_range异常
返回0；
}

我认为最好的方法就是使用一组函数来完成您想要做的事情：


typedef std::tuple<type1, type2, ..., typeN> PossibleTypes;
typedef std::function<void()> Callback;

PossibleTypes possible_types;
std::array<Callback, std::tuple_size<PossibleTypes >::value> callbacks = {
    [&]{ doSomethingWith(std::get<0>(possible_types)); },
    [&]{ doSomethingElseWith(std::get<1>(possible_types)); },
    ...
};



虽然通过
std:：function
可以实现间接寻址，但在性能上无法真正击败数组查找。这肯定会击败每个解决方案的融合，因为即使有
idx==0
，您实际上还是在运行每个元素。在这种情况下，您确实需要使用
any（）
，这样您就可以提前退出。但使用数组的速度更快
 我喜欢我惯常的继承兰姆达斯技巧：

我以前写过这个


    

  • 

  • （在这里它访问了一个
    boost:：variant
    的成员）
    • 


我相信我见过Sumant Tambe在他最近的
cpptruths.com
帖子中使用它



示范
这里有一个演示。稍后将添加一些解释

应用的最重要技巧是使用
boost:：variant
为我们隐藏类型代码denum。但即使您保留自己的类型识别逻辑（只需要更多编码），该原则也适用




#include <boost/serialization/variant.hpp>
#include <boost/serialization/vector.hpp>
#include <boost/archive/text_iarchive.hpp>
#include <boost/archive/text_oarchive.hpp>

#include <fstream>
#include <iostream>

using namespace boost; // brevity

//////////////////
// This is the utility part that I had created in earlier answers:
namespace util {
    template<typename T, class...Fs> struct visitor_t;

    template<typename T, class F1, class...Fs>
    struct visitor_t<T, F1, Fs...> : F1, visitor_t<T, Fs...>::type {
        typedef visitor_t type;
        visitor_t(F1 head, Fs...tail) : F1(head), visitor_t<T, Fs...>::type(tail...) {}

        using F1::operator();
        using visitor_t<T, Fs...>::type::operator();
    };

    template<typename T, class F> struct visitor_t<T, F> : F, boost::static_visitor<T> {
        typedef visitor_t type;
        visitor_t(F f) : F(f) {}
        using F::operator();
    };

    template<typename T=void, class...Fs>
    typename visitor_t<T, Fs...>::type make_visitor(Fs...x) { return {x...}; }
}

using util::make_visitor;

namespace my_types {
    //////////////////
    // fake types for demo only
    struct A1 {
        std::string data;
    };

    struct A2 {
        double data;
    };

    struct A3 {
        std::vector<int> data;
    };

    // some operations defined on A1,A2...
    template <typename A> static inline void serialize(A& ar, A1& a, unsigned) { ar & a.data; } // using boost serialization for brevity
    template <typename A> static inline void serialize(A& ar, A2& a, unsigned) { ar & a.data; } // using boost serialization for brevity
    template <typename A> static inline void serialize(A& ar, A3& a, unsigned) { ar & a.data; } // using boost serialization for brevity

    static inline void display(std::ostream& os, A3 const& a3) { os << "display A3: " << a3.data.size() << " elements\n"; }
    template <typename T> static inline void display(std::ostream& os, T const& an) { os << "display A1 or A2: " << an.data << "\n"; }

    //////////////////
    // our variant logic
    using AnyA = variant<A1,A2,A3>;

    //////////////////
    // test data setup
    AnyA generate() { // generate a random A1,A2...
        switch (rand()%3) {
            case 0: return A1{ "data is a string here" };
            case 1: return A2{ 42 };
            case 2: return A3{ { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 } };
            default: throw std::invalid_argument("rand");
        }
    }

}

using my_types::AnyA;

void write_archive(std::string const& fname) // write a test archive of 10 random AnyA
{
    std::vector<AnyA> As;
    std::generate_n(back_inserter(As), 10, my_types::generate);

    std::ofstream ofs(fname, std::ios::binary);
    archive::text_oarchive oa(ofs);

    oa << As;
}

//////////////////
// logic under test
template <typename F>
void process_archive(std::string const& fname, F process) // reads a archive of AnyA and calls the processing function on it
{
    std::ifstream ifs(fname, std::ios::binary);
    archive::text_iarchive ia(ifs);

    std::vector<AnyA> As;
    ia >> As;

    for(auto& a : As)
        apply_visitor(process, a);
}

int main() {
    srand(time(0));

    write_archive("archive.txt");

    // the following is c++11/c++1y lambda shorthand for entirely compiletime
    // generated code for the specific type(s) received
    auto visitor = make_visitor(
        [](my_types::A2& a3) { 
                std::cout << "Skipping A2 items, just because we can\n";
                display(std::cout, a3);
            },
        [](auto& other) { 
                std::cout << "Processing (other)\n";
                display(std::cout, other);
            }
        );

    process_archive("archive.txt", visitor);
}



从
类型索引
到处理代码，构建一个
无序映射

阅读
类型索引
，在地图中查找，执行。错误检查是否缺少条目


简单、可扩展、可版本化——只需在条目上添加一个长度头（确保它处理64位长度——最大较低的位计数长度意味着下一个是真实长度，这允许单位长度开始），如果您不理解条目，可以跳过它。
您的示例提醒我建议的（我相信已拒绝）（）。我认为它的功能与您想要的类似，但我可能误解了。@cv_和_he:Boost.Switch是一个很好的想法。注意：图书馆没有被拒绝，但是：-你可能想考虑把它作为一个答案。<代码> Type索引< /Cl>连续并从零开始吗？它听起来像是你想要的正是一个Booost。变量提供，加上一个工厂函数，它最初填充了这个变体。但是这是基于类型的区分，而OP只有在运行时才知道的值，不是吗？@ IdjjARNMMM.看来你是对的。我已经让自己过多地扫描了现有的答案。修复…@ildjarn已经更新了演示代码，使其更加相关。我稍后会解释-但我现在必须运行：）啊，我明白了；我怀疑这就是你的方向。+1，这是

template <typename... T, size_t... Is>
std::array<Callback, sizeof...(T)> makeCallbacksImpl(std::tuple<T...>& t,
                                                     integer_sequence<Is...>)
{
    return { [&]{ doSomethingWith(std::get<Is>(t)) }... };

    // or maybe if you want doSomethingWith<4>(std::get<4>(t)):
    // return { [&]{ doSomethingWith<Is>(std::get<Is>(t)) }... };

}

template <typename... T>
std::array<Callback, sizeof...(T)> makeCallbacks(std::tuple<T...>& t) {
    return makeCallbacksImpl(t, make_integer_sequence<sizeof...(T)>{});
}



void genericStuffWithIdx(int idx) {
    if (idx >= 0 && idx < callbacks.size()) {
        callbacks[idx]();
    }
    else {
        // some error handler
    }
}



void genericStuffWithIdx(int idx) {
    callbacks.at(idx)(); // could throw std::out_of_range
}



#include <boost/serialization/variant.hpp>
#include <boost/serialization/vector.hpp>
#include <boost/archive/text_iarchive.hpp>
#include <boost/archive/text_oarchive.hpp>

#include <fstream>
#include <iostream>

using namespace boost; // brevity

//////////////////
// This is the utility part that I had created in earlier answers:
namespace util {
    template<typename T, class...Fs> struct visitor_t;

    template<typename T, class F1, class...Fs>
    struct visitor_t<T, F1, Fs...> : F1, visitor_t<T, Fs...>::type {
        typedef visitor_t type;
        visitor_t(F1 head, Fs...tail) : F1(head), visitor_t<T, Fs...>::type(tail...) {}

        using F1::operator();
        using visitor_t<T, Fs...>::type::operator();
    };

    template<typename T, class F> struct visitor_t<T, F> : F, boost::static_visitor<T> {
        typedef visitor_t type;
        visitor_t(F f) : F(f) {}
        using F::operator();
    };

    template<typename T=void, class...Fs>
    typename visitor_t<T, Fs...>::type make_visitor(Fs...x) { return {x...}; }
}

using util::make_visitor;

namespace my_types {
    //////////////////
    // fake types for demo only
    struct A1 {
        std::string data;
    };

    struct A2 {
        double data;
    };

    struct A3 {
        std::vector<int> data;
    };

    // some operations defined on A1,A2...
    template <typename A> static inline void serialize(A& ar, A1& a, unsigned) { ar & a.data; } // using boost serialization for brevity
    template <typename A> static inline void serialize(A& ar, A2& a, unsigned) { ar & a.data; } // using boost serialization for brevity
    template <typename A> static inline void serialize(A& ar, A3& a, unsigned) { ar & a.data; } // using boost serialization for brevity

    static inline void display(std::ostream& os, A3 const& a3) { os << "display A3: " << a3.data.size() << " elements\n"; }
    template <typename T> static inline void display(std::ostream& os, T const& an) { os << "display A1 or A2: " << an.data << "\n"; }

    //////////////////
    // our variant logic
    using AnyA = variant<A1,A2,A3>;

    //////////////////
    // test data setup
    AnyA generate() { // generate a random A1,A2...
        switch (rand()%3) {
            case 0: return A1{ "data is a string here" };
            case 1: return A2{ 42 };
            case 2: return A3{ { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 } };
            default: throw std::invalid_argument("rand");
        }
    }

}

using my_types::AnyA;

void write_archive(std::string const& fname) // write a test archive of 10 random AnyA
{
    std::vector<AnyA> As;
    std::generate_n(back_inserter(As), 10, my_types::generate);

    std::ofstream ofs(fname, std::ios::binary);
    archive::text_oarchive oa(ofs);

    oa << As;
}

//////////////////
// logic under test
template <typename F>
void process_archive(std::string const& fname, F process) // reads a archive of AnyA and calls the processing function on it
{
    std::ifstream ifs(fname, std::ios::binary);
    archive::text_iarchive ia(ifs);

    std::vector<AnyA> As;
    ia >> As;

    for(auto& a : As)
        apply_visitor(process, a);
}

int main() {
    srand(time(0));

    write_archive("archive.txt");

    // the following is c++11/c++1y lambda shorthand for entirely compiletime
    // generated code for the specific type(s) received
    auto visitor = make_visitor(
        [](my_types::A2& a3) { 
                std::cout << "Skipping A2 items, just because we can\n";
                display(std::cout, a3);
            },
        [](auto& other) { 
                std::cout << "Processing (other)\n";
                display(std::cout, other);
            }
        );

    process_archive("archive.txt", visitor);
}



Processing (other)
display A3: 10 elements
Skipping A2 items, just because we can
display A1 or A2: 42
Processing (other)
display A1 or A2: data is a string here
Processing (other)
display A3: 10 elements
Processing (other)
display A1 or A2: data is a string here
Processing (other)
display A1 or A2: data is a string here
Processing (other)
display A3: 10 elements
Processing (other)
display A1 or A2: data is a string here
Processing (other)
display A3: 10 elements
Processing (other)
display A3: 10 elements