Предварительная обработка C ++ генерирует переменную-член, сеттеры и карту

Question

Я пытаюсь сгенерировать некоторый код с препроцессором. В некоторых классах мне нужно определить несколько переменных-членов, их соответствующие установщики и карту, содержащую ссылку на каждую объявленную переменную.

Чтобы проиллюстрировать мою потребность, вы можете найти следующий пример кода того, чего я хочу достичь. В этом примере я объявляю только две переменные, но в реальном случае нужно объявить больше переменных в другом классе:

#include <boost/preprocessor.hpp>

#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>
#include <unordered_set>

class typeBase {
};

template <typename T>
class typeBase_: public typeBase {
    private:
        T value_;
    public:
        typeBase_() { }
        typeBase_(const T& v): value_(v) { }
};

using typeInt = typeBase_<int>;
using typeStr = typeBase_<std::string>;

std::unordered_set<std::string> changed_list_;

//////////////////////////////////////////////////////////
// Here use generation to generate the bellow code
//////////////////////////////////////////////////////////
typeInt mInt_;
typeStr mStr_;

std::unordered_map<std::string, typeBase&> properties_ = {
    {"mInt", mInt_},
    {"mStr", mStr_}
};

void set_mInt(const typeInt& mInt) {
    mInt_ = mInt;
    changed_list_.insert("mInt");
}

void set_mStr(const typeStr& mStr) {
    mStr_ = mStr;
    changed_list_.insert("mStr");
}
/////////////////////////////////////////////
/////////////////////////////////////////////

int main()
{
    set_mInt(2);
    set_mStr(std::string("test"));
}

В то время, когда я впервые попробовал использовать библиотеку предварительной обработки Boost, я застрял на данный момент в создавая карту, содержащую ссылку на каждый элемент переменной:

#define MODEL_DECLARE(...)                                                       \
  std::unordered_map<std::string, typeBase&> properties = {                      \
        MODEL_GENERATE_MAP_ITEMS(BOOST_PP_VARIADIC_TO_SEQ(__VA_ARGS__))          \
  };

#define MODEL_GENERATE_MAP_ITEMS(Args)                                           \
  BOOST_PP_SEQ_ENUM(BOOST_PP_SEQ_TRANSFORM(MODEL_GENERATE_MAP_ITEM, %%, Args))

#define MODEL_GENERATE_MAP_ITEM(s, Unused, Arg)                                  \
  {(MODEL_STRINGIFY(BOOST_PP_TUPLE_ELEM(2, 0, Arg)), BOOST_PP_TUPLE_ELEM(2, 0, Arg))}

#define MODEL_STRINGIFY_(V) #V
#define MODEL_STRINGIFY(V) MODEL_STRINGIFY_(V)

#define MODEL_MAKE_ITEM(s, Unused, Arg)                                          \
  {BOOST_PP_TUPLE_ELEM(2, 0, Arg) BOOST_PP_TUPLE_ELEM(2, 1, Arg)}

// Generate model with this line
MODEL_DECLARE((mInt, typeInt), (mStr, typeStr))

С помощью этого кода я получаю строку предварительной обработки:

std::unordered_map<std::string, typeBase&> properties = { {("mInt", mInt)}, {("mStr", mStr)} };

Как видите, у меня есть скобки, которые нужно удалить Я не смог этого сделать.

Знаете ли вы лучшее решение для достижения того, что мне нужно, или как я могу исправить свой код, чтобы успешно сгенерировать необходимый код?

С уважением

EDIT1:

Я начал реализовывать решение @parktomatomi, а также попытался добавить код для объявления переменных и сеттеров:

#include <boost/preprocessor.hpp>

#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>
#include <unordered_set>
#include <cassert>

class typeBase {
};

template <typename T>
class typeBase_: public typeBase {
    private:
        T value_;
    public:
        typeBase_() { }
        typeBase_(const T& v): value_(v) { }
};

using typeInt = typeBase_<int>;
using typeStr = typeBase_<std::string>;

std::unordered_set<std::string> changed_list_;

//////////////////////////////////////////////////////////
// Here use generation to generate the bellow code
//////////////////////////////////////////////////////////   
template <typename... Ts>
std::unordered_map<std::string, typeBase*> build_properties(Ts&&... args) { 
    return std::unordered_map<std::string, typeBase*> { { args.first, args.second }... };
}

// Macro used to generate properties map
#define MODEL_GENERATE_MAP_ITEM(Name, Type)          std::make_pair( #Name, &Name##_ )
#define MODEL_UNWRAP_MAP_ITEM(Unused1, Unused2, Arg) MODEL_GENERATE_MAP_ITEM Arg
#define MODEL_GENERATE_MAP_ITEMS(Args)               BOOST_PP_SEQ_ENUM(BOOST_PP_SEQ_TRANSFORM(MODEL_UNWRAP_MAP_ITEM,,Args))

// Macro used to declare vars and setters
#define MODEL_GENERATE_VAR(Name, Type)              Type Name##_;                           \
                                                    void set_##Name(const Type& Name) {     \
                                                        Name##_ = Name;                     \
                                                        changed_list_.insert(#Name);        \
                                                    };
#define MODEL_UNWRAP_VAR(Unused1, Unused2, Arg)     MODEL_GENERATE_VAR Arg
#define MODEL_GENERATE_VARS(Args)                   BOOST_PP_SEQ_TRANSFORM(MODEL_UNWRAP_VAR,,Args)

// Macro to generate model
#define MODEL_DECLARE(...)                                                       \
  std::unordered_map<std::string, typeBase*> properties_ = build_properties(     \
        MODEL_GENERATE_MAP_ITEMS(BOOST_PP_VARIADIC_TO_SEQ(__VA_ARGS__))          \
  );                                                                             \
  MODEL_GENERATE_VARS(BOOST_PP_VARIADIC_TO_SEQ(__VA_ARGS__))

// Generate model
MODEL_DECLARE((mInt, typeInt), (mStr, typeStr))

int main() {
    assert(properties_.size() == 2);
    assert(properties_["mInt"] == &mInt_);
    assert(properties_["mStr"] == &mStr_);
}

Однако это делает не скомпилировать, потому что при обработке перед обработкой добавьте круглые скобки вокруг объявления:

(typeInt mInt_; void set_mInt(const typeInt& mInt) { mInt_ = mInt; changed_list_.insert("mInt"); };) (typeStr mStr_; void set_mStr(const typeStr& mStr) { mStr_ = mStr; changed_list_.insert("mStr"); };)

Как удалить этот парантез?

Answer 1

Я столкнулся с двумя проблемами, пытаясь заставить это скомпилировать:

1. У вас не может быть контейнера ссылок
2. Макросы и фигурные скобки плохо смешиваются

Чтобы исправить # 1, используйте вместо этого указатель:

std::unordered_map<std::string, typeBase*>

Чтобы исправить # 2, используйте вспомогательную функцию для инициализации карты:

template <typename... Ts>
std::unordered_map<std::string, typeBase*> build_properties(Ts&&... args) { 
    return std::unordered_map<std::string, typeBase*> { { args.first, args.second }... };
}

Тогда цель состоит в том, чтобы сгенерировать this с макросами:

build_properties(
    std::make_pair("mInt", &mInt_),
    std::make_pair("mStr", &mStr_)
)

Что немного проще и успешно компилируется:

#define MODEL_GENERATE_MAP_ITEM(Name, Type) std::make_pair( #Name, &Name##_ )

#define MODEL_UNWRAP_MAP_ITEM(Unused1, Unused2, Arg) MODEL_GENERATE_MAP_ITEM Arg

#define MODEL_GENERATE_MAP_ITEMS(Args)                                           \
  BOOST_PP_SEQ_ENUM(BOOST_PP_SEQ_TRANSFORM(MODEL_UNWRAP_MAP_ITEM,,Args))

#define MODEL_DECLARE(...)                                                       \
  std::unordered_map<std::string, typeBase*> properties = build_properties(      \
        MODEL_GENERATE_MAP_ITEMS(BOOST_PP_VARIADIC_TO_SEQ(__VA_ARGS__))          \
  );

// Generate model with this line
MODEL_DECLARE((mInt, typeInt), (mStr, typeStr))

Более напрямую связано на ваш вопрос, макрос BOOST_PP_VARIADIC_TO_SEQ добавляет пару круглых скобок вокруг ваших аргументов:

(mInt, typeInt), (mStr, typeStr) ==> ((mInt, typeInt)) ((mStr, typeStr))

Поэтому, когда BOOST_PP_SEQ_TRANSFORM генерирует свои макросы, аргумент, сгенерированный для каждого макроса преобразования, имеет круглые скобки, например (mInt, typeInt). Чтобы избавиться от этих скобок, я добавил этот макрос:

MODEL_UNWRAP_MAP_ITEM(Unused1, Unused2, Arg) MODEL_GENERATE_MAP_ITEM Arg

, который при замене Arg:

MODEL_GENERATE_MAP_ITEM (mInt, typeInt)

, который в последний раз преобразуется в:

std::make_pair( "mInt", mInt_ )

Демонстрация: https://godbolt.org/z/5fyo3N

---

Обновление

Чтобы заставить работать обновленный код, мне пришлось внести 3 изменения:

1. Вместо BOOST_PP_SEQ_TRANSFORM используйте BOOST_PP_SEQ_FOR_EACH. Первый делает карту для каждого элемента и превращает ее обратно в SEQ:

   BOOST_PP_SEQ_TRANSFORM(ADD_1, , (a)(b)) ==> (a+1)(b+1)
   

   , в то время как BOOST_PP_SEQ_FOR_EACH выполняет операцию отображения, но не добавляет обратно круглые скобки:

   BOOST_PP_SEQ_TRANSFORM(ADD_1, , (a)(b)) ==> a+1 b+1
   

2. Поскольку у вас есть эта set_mInt функция, вам нужно добавить оператор присваивания в typeBase_<T>:

   typeBase_& operator =(const typeBase_& that) { value_ = that.value_; return *this; }
   

3. MODEL_GENERATE_VARS должен быть до объявления карты так mInt_ и друзья видны

Все вместе:

#define MODEL_GENERATE_MAP_ITEM(Name, Type)          std::make_pair( #Name, &Name##_ )
#define MODEL_UNWRAP_MAP_ITEM(Unused1, Unused2, Arg) MODEL_GENERATE_MAP_ITEM Arg
#define MODEL_GENERATE_MAP_ITEMS(Args)               BOOST_PP_SEQ_ENUM(BOOST_PP_SEQ_TRANSFORM(MODEL_UNWRAP_MAP_ITEM,,Args))

// Macro used to declare vars and setters
#define MODEL_GENERATE_VAR(Name, Type)              Type Name##_;                           \
                                                    void set_##Name(const Type& Name) {     \
                                                        Name##_ = Name;                     \
                                                        changed_list_.insert(#Name);        \
                                                    };
#define MODEL_UNWRAP_VAR(Unused1, Unused2, Arg)     MODEL_GENERATE_VAR Arg
#define MODEL_GENERATE_VARS(Args)                   BOOST_PP_SEQ_FOR_EACH(MODEL_UNWRAP_VAR,,Args)

// Macro to generate model
#define MODEL_DECLARE(...)                                                       \
  MODEL_GENERATE_VARS(BOOST_PP_VARIADIC_TO_SEQ(__VA_ARGS__))                     \
  std::unordered_map<std::string, typeBase*> properties_ = build_properties(     \
        MODEL_GENERATE_MAP_ITEMS(BOOST_PP_VARIADIC_TO_SEQ(__VA_ARGS__))          \
  );

// Generate model
MODEL_DECLARE((mInt, typeInt), (mStr, typeStr))

Демо: https://godbolt.org/z/bDDe94