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전역 변수나 수정 가능한 상태를 사용하지 않고 C에서 컴파일 시간 카운터를 어떻게 구현할 수 있습니까?

Susan Sarandon
Susan Sarandon원래의
2024-12-25 16:52:10849검색

How Can Compile-Time Counters Be Implemented in C   Without Using Global Variables or Modifiable State?

C의 컴파일 시간 카운터

템플릿 메타프로그래밍의 기능적 특성에도 불구하고 전역 변수 또는 수정 가능한 상태를 컴파일 시간 카운터 구현에 쉽게 사용할 수 없습니다. 그러나 아래에 설명된 것처럼 최소한의 템플릿 사용으로 네임스페이스 범위 기능을 구현할 수 있습니다.

다음 코드에 표시된 대로 함수 조회를 사용하여 선언된 함수 집합을 통해 숫자 상태를 추적할 수 있습니다.

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

template< typename id, size_t n, size_t acc >
cn< acc > seen( id, cn< n >, cn< acc > ); // Default fallback case.

#define counter_read( id ) \
( sizeof seen( id(), cn< 1 >, cn< \
( sizeof seen( id(), cn< 2 >, cn< \
( sizeof seen( id(), cn< 4 >, cn< \
( sizeof seen( id(), cn< 8 >, cn< \
( sizeof seen( id(), cn< 16 >, cn< \
( sizeof seen( id(), cn< 32 >, cn< 0 \
/* Add more as desired; trimmed for Stack Overflow code block. */ \
                      >() ).data - 1 ) \
                      >() ).data - 1 ) \
                      >() ).data - 1 ) \
                      >() ).data - 1 ) \
                      >() ).data - 1 ) \
                      >() ).data - 1 )

#define counter_inc( id ) \
cn< counter_read( id ) + 1 > \
seen( id, cn< ( counter_read( id ) + 1 ) &amp; ~ counter_read( id ) >, \
          cn< ( counter_read( id ) + 1 ) &amp; counter_read( id ) > )

빠르게 데모:

struct my_cnt {};

int const a = counter_read( my_cnt );
counter_inc( my_cnt );
counter_inc( my_cnt );
counter_inc( my_cnt );
counter_inc( my_cnt );
counter_inc( my_cnt );

int const b = counter_read( my_cnt );

counter_inc( my_cnt );

#include <iostream>

int main() {
    std::cout << a << ' ' << b << '\n';

    std::cout << counter_read( my_cnt ) << '\n';
}

C 11 업데이트:

C 11의 constexpr을 사용하여 업데이트된 버전에서는 sizeof:

#define COUNTER_READ_CRUMB( TAG, RANK, ACC ) counter_crumb( TAG(), constant_index< RANK >(), constant_index< ACC >() )
#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_READ( TAG ) + 1 > \
counter_crumb( TAG, constant_index< ( COUNTER_READ( TAG ) + 1 ) &amp; ~ COUNTER_READ( TAG ) >, \
                                                constant_index< ( COUNTER_READ( TAG ) + 1 ) &amp; COUNTER_READ( TAG ) > ) { return {}; }

#define COUNTER_LINK_NAMESPACE( NS ) using NS::counter_crumb;

template< std::size_t n >
struct constant_index : std::integral_constant< std::size_t, n > {};

template< typename id, std::size_t rank, std::size_t acc >
constexpr constant_index< acc > counter_crumb( id, constant_index< rank >, constant_index< acc > ) { return {}; } // found by ADL via constant_index
를 사용하지 않습니다.

이렇게 하면 각 카운터에 별도의 네임스페이스가 필요하지 않으므로 사용이 더 편리해집니다. 여러 네임스페이스에 있습니다.

위 내용은 전역 변수나 수정 가능한 상태를 사용하지 않고 C에서 컴파일 시간 카운터를 어떻게 구현할 수 있습니까?의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!

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