說明:
要看懂后面那部分代碼,即使用Typelist的部分,最好預先看過《C++設計新思維》,英文版名為《Modern C++ Design》。
If模板類在寫完后想起來好像在哪見過,早晨去公司查閱了一下,在《產生式編程——方法、工具與應用》一書中有講,英文名為《Generative Programming -- Methods, Tools, and Applications》基本和本篇中一個樣。
前2篇亂七八糟地講了一些,有一個遺留問題,函數原型的推導。
簡要描述如下:
Method < void(in<int>, in<char>, inout<string>, out<short>) > method;
// 同步調用
string str = "hello";
short value = 2;
method (3, 'a', str, value);
// 異步調用1
method.async_call (3, 'a', "hello");
// 異步調用2
void test_func (int, char, string, short);
method.async_call (3, 'a', "hello", test_func);
要產生這3種函數形式。參數類型如何轉換,是以后的話題,本篇主要解決異步調用的函數原形推導問題。本篇也不討論Method的模板參數(即那個函數類型)返回類型不為void的情況。
第一種形式,同步調用,比較好處理,參數個數和模板參數的數量相同。
后2種形式,如何讓編譯器根據in/out來推導出函數原型?
我們需要編譯器做這樣的處理,async_call的參數類型中,in類型的參數將保留,out類型的參數不需要,inout類型也需要保留。
要用到的Loki頭文件:
#include <static_check.h>
#include <Typelist.h>
using namespace Loki;
using namespace Loki::TL;
首先看看in/inout/out的聲明。為了簡化,這里去掉了跟類型推導無關的部分。
class NullType
{
NullType ();
};
template <class T>
struct in
{
typedef T OriginalType;
};
template <class T>
struct out
{
typedef T OriginalType;
};
template <class T>
struct inout
{
typedef T OriginalType;
};
下面Method模板類的聲明,使用偏特化來產生代碼。為了簡化,我只取函數參數個數為4個參數的版本,比照著上面的代碼來解釋,只解釋method.async_call (3, 'a', "hello", test_func);這個版本,因為另一個比它簡單。
template <class T>
struct Method
{
};
template <class Ret, class A, class B, class C, class D>
struct Method <Ret(A,B,C,D)>
{
};
根據上面Method的定義,Method < void(in, in, inout, out) > ,async_call函數的類型將是:
typedef void (*FUNC_TYPE)(int, char, string, short);
void async_call (int, char, string, FUNC_TYPE func);
實際上FUNC_TYPE應該能夠接受更廣泛的類型,比如void(int, char, char*, short),這可以在內部做一些轉換,不過本篇的重點不在這里,所以只講上面的那種形式。
直接在Method類中實現有些麻煩,所以我把這個函數放在一個基類中實現,只要編譯器能幫我們推導出下面這種形式就行了:
template <class Ret, class A, class B, class C, class D>
struct Method <Ret(A,B,C,D)> : public Base < A, B, C >
{
};
注意,這里是以Method < void(in, in, inout, out) >這種形式來講的,才會有上面那種繼承關系。而實際上,由于in/out在參數中的位置、數量都是未知的,要到定義時才能確定,所以使用模板來推導。(入正題了)
也就是說,只要我們能使用靜態推導方式,獲得A,B,C,D這四個參數中所有的in類型,把它交給Base作為模板參數就成了。
這里需要一個輔助的模板類,用來在編譯時幫助推導:
template <class T>
class InOutTypeTraits
{
Loki::CompileTimeError <false> Not_Supported_Type;
};
template <class T>
struct InOutTypeTraits < in<T> >
{
enum {isin=1, isout=0};
};
template <class T>
struct InOutTypeTraits < out<T> >
{
enum {isin=0, isout=1};
};
template <class T>
struct InOutTypeTraits < inout<T> >
{
enum {isin=1, isout=1};
};
template <>
struct InOutTypeTraits < NullType >
{
enum {isin=0, isout=0};
};
通過另一個模板類InList來幫我們產生所有的in類型,它的結果是一個Typelist。為了方便以后使用,我把out類型產生器也做了一個OutList。
template <int CONDITION, class _IF, class _ELSE>
struct If
{
typedef _IF Result;
};
template <class _IF, class _ELSE>
struct If <0, _IF, _ELSE>
{
typedef _ELSE Result;
};
template <class A = NullType, class B = NullType, class C = NullType, class D = NullType,
class E = NullType, class F = NullType, class G = NullType, class H = NullType
>
struct InList
{
typedef typename If <
InOutTypeTraits <A>::isin,
typename Typelist < A, typename InList<B,C,D,E,F,G>::Result >,
typename InList<B,C,D,E,F,G,H>::Result
>::Result Result;
};
template <class A>
struct InList <A, NullType, NullType, NullType, NullType, NullType, NullType, NullType>
{
typedef typename If <
InOutTypeTraits <A>::isin,
typename MakeTypelist <A>::Result,
typename MakeTypelist <>::Result
>::Result Result;
};
template <class A = NullType, class B = NullType, class C = NullType, class D = NullType,
class E = NullType, class F = NullType, class G = NullType, class H = NullType
>
struct OutList
{
typedef typename If <
InOutTypeTraits<A>::isout,
typename Typelist < A, typename OutList<B,C,D,E,F,G>::Result >,
typename OutList<B,C,D,E,F,G,H>::Result
>::Result Result;
};
template <class A>
struct OutList <A, NullType, NullType, NullType, NullType, NullType, NullType, NullType>
{
typedef typename MakeTypelist <A>::Result Result;
};
它的原理是,根據If模板類來判斷一個類型是不是in類型,是的話就把它加入到Typelist中,不是就排除它。
InList
, in, inout, out::Result是一個Typelist , Typelist, Typelist, NullType> > >類型,說簡單點,它和MakeTypelist < in, in, inout >::Result是等價的。
現在Base模板類將接受一個模板參數,它是一個Typelist類型,這個不詳細講了,把它的定義寫出來:
template <class T, int T_COUNT = Length <IN_TYPE>::value >
struct Base
{
Loki::CompileTimeError <false> Only_Use_Partial_Specialisation_Version;
};
template <class T>
struct Base <T, 0>
{
typedef void(*FUNC_TYPE)();
template <class FUNC_TYPE>
void async_call (FUNC_TYPE func)
{
}
void async_call ()
{
}
};
template <class T>
struct Base <T, 1>
{
typedef void(*FUNC_TYPE)(
typename TypeAt <T, 0>::Result::OriginalType);
void async_call (
typename TypeAt <T, 0>::Result::OriginalType v0,
FUNC_TYPE func)
{
}
void async_call (typename TypeAt <T, 0>::Result::OriginalType v0)
{
}
};
template <class T>
struct Base <T, 2>
{
typedef void(*FUNC_TYPE)(
typename TypeAt <T, 0>::Result::OriginalType,
typename TypeAt <T, 1>::Result::OriginalType);
void async_call (
typename TypeAt <T, 0>::Result::OriginalType v0,
typename TypeAt <T, 1>::Result::OriginalType v1,
FUNC_TYPE func)
{
}
void async_call (
typename TypeAt <T, 0>::Result::OriginalType v0,
typename TypeAt <T, 1>::Result::OriginalType v1)
{
}
};
template <class T>
struct Base <T, 3>
{
typedef void(*FUNC_TYPE)(
typename TypeAt <T, 0>::Result::OriginalType,
typename TypeAt <T, 1>::Result::OriginalType,
typename TypeAt <T, 2>::Result::OriginalType);
void async_call (
typename TypeAt <T, 0>::Result::OriginalType v0,
typename TypeAt <T, 1>::Result::OriginalType v1,
typename TypeAt <T, 2>::Result::OriginalType v2,
FUNC_TYPE func)
{
}
void async_call (
typename TypeAt <T, 0>::Result::OriginalType v0,
typename TypeAt <T, 1>::Result::OriginalType v1,
typename TypeAt <T, 2>::Result::OriginalType v2)
{
}
};
template <class T>
struct Base <T, 4>
{
typedef void(*FUNC_TYPE)(
typename TypeAt <T, 0>::Result::OriginalType,
typename TypeAt <T, 1>::Result::OriginalType,
typename TypeAt <T, 2>::Result::OriginalType,
typename TypeAt <T, 3>::Result::OriginalType);
void async_call (
typename TypeAt <T, 0>::Result::OriginalType v0,
typename TypeAt <T, 1>::Result::OriginalType v1,
typename TypeAt <T, 2>::Result::OriginalType v2,
typename TypeAt <T, 3>::Result::OriginalType v3,
FUNC_TYPE func)
{
}
void async_call (
typename TypeAt <T, 0>::Result::OriginalType v0,
typename TypeAt <T, 1>::Result::OriginalType v1,
typename TypeAt <T, 2>::Result::OriginalType v2,
typename TypeAt <T, 3>::Result::OriginalType v3)
{
}
};
這部分有點多,其實還是比較清晰的。注意這個Base的版本已經不是上面所講的那個了。
函數原形推導問題就講完了。上面的代碼不一定還能編譯,昨天是能編譯的,被我修改了一些,為了解釋,又改成昨天那樣子。