如何在不使用全域變數或可修改狀態的情況下用 C 實作編譯時計數器？

C 語言中的編譯時計數器

儘管模板元程式設計具有函數性質，但全域變數或可修改狀態並不容易用於實現編譯時計數器。但是，如下所示，可以透過最少使用模板來實現命名空間範圍功能。

可以使用函數查找來透過宣告的函數集來追蹤數字狀態，如以下程式碼所示：

template // Return 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.

#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 )

#define counter_inc( id ) \
cn \
seen( id, cn, \
          cn )</n>

快速示範：

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 <p>快速示範：<strong></strong></p>
<p></p>C 11 更新：<pre class="brush:php;toolbar:false">#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 {}; }

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

template
struct constant_index : std::integral_constant {};

template
constexpr constant_index counter_crumb( id, constant_index, constant_index ) { return {}; } // found by ADL via constant_index

使用 C 11 的 constexpr，更新版本消除了 sizeof 的使用：這消除了每個計數器對單獨命名空間的需要，使其更方便在多個命名空間中使用。

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