関数ルックアップと名前空間スコープ機能を使用してコンパイル時カウンターを C に実装するにはどうすればよいですか?

C はコンパイル時カウンターをサポートしていますか?

コンパイル時メタプログラミングのニュアンスを明らかにする

イントロスペクションの領域では、以下の必要性が生じます。一意の識別子を動的に割り当てるか、コンパイル時に型に対して同様の操作を実行します。テンプレート メタプログラミングは本質的には関数型言語ですが、これらの操作を実装するために必要なグローバル変数と変更可能な状態が欠けているようです。

驚くべきことに、このジレンマに対する答えは、関数ルックアップと名前空間スコープ機能の交差部分にあります。 。関数ルックアップは、宣言された関数の定義されたセットから数値状態を抽出する手段を提供します。

次の例では、この手法を適用してコンパイル時のカウントを実現する方法を示します。

template // This type returns a number through function lookup.
struct cn // The function returns cn<n>.
    { char data[ n + 1 ]; }; // The caller uses (sizeof fn() - 1).

template
cn seen( id, cn, cn ); // Default fallback case.

/* Evaluate the counter by finding the last defined overload.
   Each function, when defined, alters the lookup sequence for lower-order
   functions. */
#define counter_read( id ) \
( sizeof seen( id(), cn(), cn(), cn(), cn(), cn(), cn(), cn() ).data - 1 ) \
                      >() ).data - 1 ) \
                      >() ).data - 1 ) \
                      >() ).data - 1 ) \
                      >() ).data - 1 ) \
                      >() ).data - 1 )</n>

#define counter_inc( id ) \
cn \
seen( id, cn, \
          cn )

このアプローチにより、一意の識別子の割り当てと、コンパイル時に決定されるサイズのデータ​​構造の作成が可能になります。以下の更新されたコードに示すように、この手法は C 11 の constexpr キーワードを使用して実装することもできることは注目に値します。

#define COUNTER_READ_CRUMB( TAG, RANK, ACC ) counter_crumb( TAG(), constant_index(), constant_index() )
#define COUNTER_READ( TAG ) COUNTER_READ_CRUMB( TAG, 1, COUNTER_READ_CRUMB( TAG, 2, COUNTER_READ_CRUMB( TAG, 4, COUNTER_READ_CRUMB( TAG, 8, \
    COUNTER_READ_CRUMB( TAG, 16, COUNTER_READ_CRUMB( TAG, 32, COUNTER_READ_CRUMB( TAG, 64, COUNTER_READ_CRUMB( TAG, 128, 0 ) ) ) ) ) ) ) )

#define COUNTER_INC( TAG ) \
constexpr \
constant_index \
counter_crumb( TAG, constant_index, \
                                                constant_index ) { return {}; }

要約すると、従来のテンプレート メタプログラミングには副作用がない一方で、名前空間を実現することが可能です。 - 関数ルックアップと前述のテクニックを活用したスコープ カウンター機能。これらのメソッドは、一意の識別子を動的に割り当て、コンパイル時にデータ構造のサイズを決定する実用的なソリューションを提供し、C アプリケーションのイントロスペクション機能を強化します。

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