带有模板函数名的可变参数模板

Question

在问题之后，我试图避免复制粘贴一些与调用 class BaseSensor 的混入的所有同名方法相关的代码。

在sensor.hpp

struct EdgeSensor //a mixin
{
    void update(){}
    void printStats() {}
};

struct TrendSensor //another mixin
{
    void update(){}
    void printStats() {}
};

template<typename ... SensorType>
class BaseSensor : public SensorType ... //to my BaseSensor class
{
    void update() /*{ what goes in here??? }*/
    void printStats() /*{ what goes in here??? }*/
};

在sensor.t.hpp

template<typename ... SensorType>
void BaseSensor<SensorType...>::update()
{
    int arr[] = { (SensorType::update(), 0)..., 0 };
    (void)arr;
}

template<typename ... SensorType>
void BaseSensor<SensorType...>::printStats()
{
    int arr[] = { (SensorType::printStats(), 0)..., 0 };
    (void)arr;
}

在main.cpp

int main(int , const char **) 
{
    {
        BaseSensor<EdgeSensor,TrendSensor> ets;
        ets.update();
        ets.printStats();
    }
    {
        BaseSensor<EdgeSensor> ets;
        ets.update();
        ets.printStats();
    }
}

上面的代码依次执行所有mixin的update()，然后再继续执行所有mixin的printStats()。

我想知道是否有可能避免重复 BaseSensor::update() 和 BaseSensor::printStats() 的实现并创建一个通用（模板）函数，该函数接受目标函数的名称以在所有混入：

例如，我可以创建一个方法 runAll()

template<typename ... SensorType>
class BaseSensor : public SensorType ... //to my BaseSensor class
{
    void update() /*{ what goes in here??? }*/
    void printStats() /*{ what goes in here??? }*/

    template<typename FnName>
    void runAll(FnName f)
    {
        int arr[] = { (SensorType::f(), 0)..., 0 };
        (void)arr;
    }
};

我将如何从 BaseSensor::update() 和 BaseSensor::printStats() 中调用它？我尝试使用

void update() { runAll<update>(); }
void printStats() { runAll<printStats>(); }

但这行不通（没想到会这样）。将函数名称作为函数参数传递的问题（我看到的是许多其他问题，例如 here 是我不知道如何从 BaseSensor::update() 指向各种 ::update() 函数，因为例子

void update() { runAll<update>( update() ); }

也不正确。

在这种情况下是否可以避免复制？如果我将工作 runAll() 移到文件 "sensor.t.hpp" 中，模板参数会是什么样子？

谢谢

Answer 1

您可以使用通用的 lambda 和一种控制反转。
它遵循一个最小的工作示例：

#include<iostream>

struct EdgeSensor
{
    void update() { std::cout << "EdgeSensor::update" << std::endl; }
    void printStats() { std::cout << "EdgeSensor::printStats" << std::endl; }
};

struct TrendSensor
{
    void update() { std::cout << "TrendSensor::update" << std::endl; }
    void printStats() { std::cout << "TrendSensor::printStats" << std::endl; }
};

template<typename ... SensorType>
class BaseSensor : public SensorType ...
{
    template<typename F>
    void execute(F &&f) {
        int arr[] = { (f(static_cast<SensorType&>(*this)), 0)..., 0 };
        (void)arr;
    }

public:
    void update() {
        execute([](auto &t) { t.update(); });
    }

    void printStats() {
        execute([](auto &t) { t.printStats(); });
    }
};

int main() {
    BaseSensor<EdgeSensor,TrendSensor> ets;
    ets.update();
    ets.printStats();
}

Answer 2

如果你可以使用 c++1z 折叠表达式可能是最短的方法：

template<typename ... SensorType>
class BaseSensor : public SensorType ... //to my BaseSensor class
{
public:
    void update() { (SensorType::update(),...); }
    void printStats() { (SensorType::printStats(),...); }
};

Answer 3

另一种 c++11 方法可能是使用 std::array 指向方法的指针，例如：

template<typename ... SensorType>
class BaseSensor : public SensorType ... //to my BaseSensor class
{
   void runAll(std::array<void (BaseSensor::*)(), sizeof...(SensorType)>&& vs) {
      for (auto v: vs) {
         (this->*v)();
      }
   }

public:
    void update() {
       runAll({&SensorType::update...});
    }
    void printStats() {
       runAll({&SensorType::printStats...});
    }
};

Answer 4

我想到了另一个纯粹的 c++11 答案。这个使用标签调度和非类型模板参数：

template <class T, void (T::*)()>
struct Method { };

template<typename ... SensorType>
class BaseSensor : public SensorType ... //to my BaseSensor class
{
   template <class T, void(T::*M)()>
   int runSingle(Method<T, M>) {
      (this->*M)();
      return 0;
   }

   template <class... Ts>
   void runAll() {
      int run[sizeof...(Ts)] = { runSingle(Ts{})... };
      (void)run;
   }

public:
    void update() {
       runAll<Method<SensorType, &SensorType::update>...>();
    }
    void printStats() {
       runAll<Method<SensorType, &SensorType::printStats>...>();
    }
};

必须说明的是，除了折叠表达式（包括 skypjack 的那个）之外，这些答案都不会处理 mixin 的虚拟被调用方方法 class...但是我认为 skypjack 的答案可以很容易修改就可以达到这样的效果：

#include<type_traits>

// (...)

template<typename ... SensorType>
class BaseSensor : public SensorType ...
{
    template<typename F>
    void execute(F &&f) {
        int arr[] = { (f(static_cast<SensorType&>(*this)), 0)..., 0 };
        (void)arr;
    }

public:
    void update() {
        execute([](auto &t) { t.std::remove_reference<decltype(t)>::type::update(); });
    }

    void printStats() {
        execute([](auto &t) { t.std::remove_reference<decltype(t)>::type::printStats(); });
    }
};

Answer 5

这是在 C++11 中编译的另一个更紧凑的解决方案：

#include <type_traits>
#include <iostream>

struct EdgeSensor {
    void update() { std::cout << "EdgeSensor::update" << std::endl; }
    void printStats() { std::cout << "EdgeSensor::printStats" << std::endl; }
};

struct TrendSensor {
    void update() { std::cout << "TrendSensor::update" << std::endl; }
    void printStats() { std::cout << "TrendSensor::printStats" << std::endl; }
};

template<typename ... SensorType>
class BaseSensor : public SensorType ... { 
    template <void(SensorType::* ...M)()>
    void run() {
        int arr[] = { 0, ((this->*M)(), 0)... };
        (void)arr;
    }

public:   
    void update() {   
        run<&SensorType::update...>();
    }

    void printStats() {
        run<&SensorType::printStats...>();
    }
};

int main() {
    BaseSensor<EdgeSensor, TrendSensor> bs;
    bs.update();
    bs.printStats();
}

我很想说您不需要任何结构来支持指向成员方法的指针包。
不管怎样，我发现this compiles with clang and it doesn't work with GCC。我仍在尝试确定代码是否格式错误或问题是否出在编译器中。

我建议关注 the other question 以了解您是否可以使用此代码。

带有模板函数名的可变参数模板

variadic templates with template function names

c++

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