如何在可变 class 模板中获取类型的索引？

Question

我有一个可变引擎模板class:

template <typename ... Components> class Engine;

我想在编译时为每个组件分配一个编号，这相当于它们的顺序。这将在进行以下调用时 returned:

template <typename Component> int ordinal();

例如如果：

Engine<PositionComponent, PhysicsComponent, InputComponent> engine;

已声明，调用：

engine.ordinal<PhysicsComponent>();

会 return 1 而使用 InputComponent 而不是 PhysicsComponent 的类似调用会 return 2.

有可能吗？如果有的话，应该怎么办？

Answer 1

在 Boost.Mp11 中，这是一个简短的单行代码（一如既往）：

template <typename... Components>
struct Engine {
    template <typename Component>
    static constexpr int ordinal() {
        return mp_find<Engine, Component>::value;
    }
};

请注意，如果 Component 不存在，这将是 return sizeof...(Components)。如果需要，您可以添加静态断言来验证这一点。

我原来的答案在首屏...

所以你想在 Components... 中找到 Component 的索引？

template <typename... >
struct index;

// found it
template <typename T, typename... R>
struct index<T, T, R...>
: std::integral_constant<size_t, 0>
{ };

// still looking
template <typename T, typename F, typename... R>
struct index<T, F, R...>
: std::integral_constant<size_t, 1 + index<T,R...>::value>
{ };

用法：

template <typename Component> 
size_t ordinal() { return index<Component, Components...>::value; }

按照构造，尝试获取不在 Components... 中的 Component 的 ordinal 将是一个编译错误。这似乎很合适。

Answer 2

未测试：

template <int, typename>
constexpr int index_of() { return -1; } // type not found

template <int N, typename Component, typename Cur, typename... Components>
constexpr int index_of() {
    return std::is_same<Component, Cur>::value ? N : index_of<N+1, Component, Components...>();
}

template <typename... Components>
template <typename Component>
constexpr int engine<Components...>::ordinal() {
    return index_of<0, Component, Components...>();
}

我可以使用结构，但我发现它更简洁（没有所有 ::type 丑陋之处）。

如果您希望在找不到类型时出现编译时错误，请将 ordinal 更改为：

template <typename... Components>
template <typename Component>
constexpr int engine<Components...>::ordinal() {
    static_assert(index_of<0, Component, Components...>()!=-1, "invalid component");
     return index_of<0, Component, Components...>();
}

Answer 3

我下面的目标是尽可能将事物保留在编译时领域。

这是删除一些样板文件的别名。 std::integral_constant 是一种很棒的 std 类型，它存储编译时确定的整数类型：

template<std::size_t I>
using size=std::integral_constant<std::size_t, I>;

接下来是一个index_of类型，还有一个稍微好用一点的index_of_t：

template<class...>struct types{using type=types;};
template<class T, class Types>struct index_of{};
template<class T, class...Ts>
struct index_of<T, types<T, Ts...>>:size<0>{};
template<class T, class T0, class...Ts>
struct index_of<T, types<T0, Ts...>>:size<
  index_of<T,types<Ts...>>::value +1
>{};

这个别名 returns 是一个纯粹的 std::integral_constant，而不是从它继承的类型：

template<class T, class...Ts>
using index_of_t = size< index_of<T, types<Ts...>>::value >;

最后是我们的函数：

template <class Component>
static constexpr index_of_t<Component, Components...>
ordinal() const {return{};}

它不仅是 constexpr，它 returns 是一个将其值编码为类型的值。 size<?> 有一个 constexpr operator size_t() 和一个 operator()，因此您可以在大多数需要无缝整数类型的地方使用它。

您还可以使用：

template<class Component>
using ordinal = index_of_t<Component, Components...>;

现在ordinal<Component>是表示组件索引的类型，而不是函数。

Answer 4

为了完整起见，我添加了这个，它利用了 C++11 的 constexpr 功能和一些 stl 函数。我觉得它比其他解决方案更干净。

//Same type
template <typename Target,typename T,typename ...Rest>
constexpr typename std::enable_if<std::is_same<Target,T>::value, size_t>
_ordinal(){
    return 0;
}

//Different types
template <typename Target,typename T,typename ...Rest>
constexpr typename std::enable_if<!std::is_same<Target,T>::value, size_t>
_ordinal(){
    return 1+_ordinal<Target,Rest...>();
}

如何在可变 class 模板中获取类型的索引？

How can I get the index of a type in a variadic class template?

c++

variadic-templates

c++11