元编程：动态声明一个新结构

Question

是否可以动态声明一个新类型（一个空结构，或一个没有实现的结构）？

EG

constexpr auto make_new_type() -> ???;

using A = decltype(make_new_type());
using B = decltype(make_new_type());
using C = decltype(make_new_type());

static_assert(!std::is_same<A, B>::value, "");
static_assert(!std::is_same<B, C>::value, "");
static_assert(!std::is_same<A, C>::value, "");

“手动”解决方案是

template <class> struct Tag;

using A = Tag<struct TagA>;
using B = Tag<struct TagB>;
using C = Tag<struct TagC>;

甚至

struct A;
struct B;
struct C;

但对于模板/ meta一些神奇的make_new_type()函数会很好。

现在stateful metaprogramming is ill-formed可以这样吗？

Answer 1

在C ++ 20中：

using A = decltype([]{}); // an idiom
using B = decltype([]{});
...

这是惯用的代码：这就是在C ++ 20中写一个“给我一个独特类型”的方式。

在C ++ 11中，最清晰，最简单的方法是使用__LINE__：

namespace {
  template <int> class new_type {};
}

using A = new_type<__LINE__>; // an idiom - pretty much
using B = new_type<__LINE__>;

匿名命名空间是最重要的一点。将new_type类放在匿名命名空间中是一个严重的错误：这些类型在翻译单元中不再是唯一的。在您计划发货前15分钟，各种欢闹会随之而来:)

这扩展到C ++ 98：

namespace {
  template <int> class new_type {};
}

typedef new_type<__LINE__> A; // an idiom - pretty much
typedef new_type<__LINE__> B;

另一种方法是手动链接类型，让编译器静态验证链接是否正确完成，如果不这样做，则弹出错误。所以它不会脆弱（假设魔法发挥作用）。

就像是：

namespace {
  struct base_{
    using discr = std::integral_type<int, 0>;
  };

  template <class Prev> class new_type {
    [magic here]
    using discr = std::integral_type<int, Prev::discr+1>;
  };
}

using A = new_type<base_>;
using A2 = new_type<base_>;
using B = new_type<A>;
using C = new_type<B>;
using C2 = new_type<B>;

只需要一点点魔力就可以确保A2和C2类型的行不能编译。在C ++ 11中是否可以实现这种魔力是另一回事。

Answer 2

您几乎可以获得所需的语法

template <size_t>
constexpr auto make_new_type() { return [](){}; }

using A = decltype(make_new_type<__LINE__>());
using B = decltype(make_new_type<__LINE__>());
using C = decltype(make_new_type<__LINE__>());

这是有效的，因为每个lambda表达式都会产生一个唯一类型。因此，对于<>中的每个唯一值，您将获得一个返回不同闭包的不同函数。

如果你介绍一个宏，你可以摆脱必须键入__LINE__之类的

template <size_t>
constexpr auto new_type() { return [](){}; }

#define make_new_type new_type<__LINE__>()

using A = decltype(make_new_type);
using B = decltype(make_new_type);
using C = decltype(make_new_type);

Answer 3

我知道......他们是邪恶的...但在我看来，这是一个古老的C风格宏的作品

#include <type_traits>

#define  newType(x) \
struct type_##x {}; \
using x = type_##x;

newType(A)
newType(B)
newType(C)

int main ()
 {
   static_assert(!std::is_same<A, B>::value, "");
   static_assert(!std::is_same<B, C>::value, "");
   static_assert(!std::is_same<A, C>::value, "");
 }