Макрос / шаблон C / C ++ blackmagic для генерации уникального имени - PullRequest
40 голосов
/ 10 марта 2010

Макросы в порядке. Шаблоны в порядке. Почти все, что работает, хорошо.

Примером является OpenGL; но эта техника специфична для C ++ и не опирается на знания OpenGL.

Точная задача:

Я хочу выражение E; где мне не нужно указывать уникальное имя; такой, что конструктор вызывается там, где определен E, и деструктор вызывается там, где заканчивается блок E.

Например, рассмотрим:

class GlTranslate {
  GLTranslate(float x, float y, float z); {
    glPushMatrix();
    glTranslatef(x, y, z);
  }
  ~GlTranslate() { glPopMatrix(); }
};

Ручное решение:

{
  GlTranslate foo(1.0, 0.0, 0.0); // I had to give it a name
  .....
} // auto popmatrix

Теперь у меня есть это не только для glTranslate, но и для множества других вызовов PushAttrib / PopAttrib. Я бы предпочел не придумывать уникальное имя для каждой переменной. Есть ли какая-то хитрость с шаблонами макросов ... или что-то еще, что автоматически создаст переменную, конструктор которой вызывается в точке определения; и деструктор вызывается в конце блока?

Спасибо!

Ответы [ 4 ]

61 голосов
/ 10 марта 2010

Я бы не стал делать это лично, а просто придумал бы уникальные имена. Но если вы хотите это сделать, одним из способов является использование комбинации if и for:

#define FOR_BLOCK(DECL) if(bool _c_ = false) ; else for(DECL;!_c_;_c_=true)

Вы можете использовать его как

FOR_BLOCK(GlTranslate t(1.0, 0.0, 0.0)) {
  FOR_BLOCK(GlTranslate t(1.0, 1.0, 0.0)) {
    ...
  }
}

Каждое из этих имен находится в отдельных областях и не будет конфликтовать. Внутренние имена скрывают внешние имена. Выражения в циклах if и for являются постоянными и должны быть легко оптимизированы компилятором.


Если вы действительно хотите передать выражение, вы можете использовать трюк ScopedGuard (см. Самое важное const), но для его написания потребуется дополнительная работа. Но приятная сторона в том, что мы можем избавиться от цикла for и позволить нашему объекту получить значение false:

struct sbase { 
  operator bool() const { return false; } 
};

template<typename T>
struct scont : sbase { 
  scont(T const& t):t(t), dismiss() { 
    t.enter();
  }
  scont(scont const&o):t(o.t), dismiss() {
    o.dismiss = true;
  }
  ~scont() { if(!dismiss) t.leave(); }

  T t; 
  mutable bool dismiss;
};

template<typename T>
scont<T> make_scont(T const&t) { return scont<T>(t); }

#define FOR_BLOCK(E) if(sbase const& _b_ = make_scont(E)) ; else

Затем вы предоставляете правильные функции enter и leave:

struct GlTranslate {
  GLTranslate(float x, float y, float z)
    :x(x),y(y),z(z) { }

  void enter() const {
    glPushMatrix();
    glTranslatef(x, y, z);
  }

  void leave() const {
    glPopMatrix();
  }

  float x, y, z;
};

Теперь вы можете написать его полностью без имени на стороне пользователя:

FOR_BLOCK(GlTranslate(1.0, 0.0, 0.0)) {
  FOR_BLOCK(GlTranslate(1.0, 1.0, 0.0)) {
    ...
  }
}

Если вы хотите передать несколько выражений одновременно, это немного сложнее, но вы можете написать шаблон выражения, который действует на operator,, чтобы собрать все выражения в scont.

template<typename Derived>
struct scoped_obj { 
  void enter() const { } 
  void leave() const { } 

  Derived const& get_obj() const {
    return static_cast<Derived const&>(*this);
  }
};

template<typename L, typename R> struct collect 
  : scoped_obj< collect<L, R> > {
  L l;
  R r;

  collect(L const& l, R const& r)
    :l(l), r(r) { }
  void enter() const { l.enter(); r.enter(); }
  void leave() const { r.leave(); l.leave(); }
};

template<typename D1, typename D2> 
collect<D1, D2> operator,(scoped_obj<D1> const& l, scoped_obj<D2> const& r) {
  return collect<D1, D2>(l.get_obj(), r.get_obj());
}

#define FOR_BLOCK(E) if(sbase const& _b_ = make_scont((E))) ; else

Вам необходимо унаследовать объект RAII от scoped_obj<Class>, как показано ниже

struct GLTranslate : scoped_obj<GLTranslate> {
  GLTranslate(float x, float y, float z)
    :x(x),y(y),z(z) { }

  void enter() const {
    std::cout << "entering ("
              << x << " " << y << " " << z << ")" 
              << std::endl;
  }

  void leave() const {
    std::cout << "leaving ("
              << x << " " << y << " " << z << ")" 
              << std::endl;
  }

  float x, y, z;
};

int main() {
  // if more than one element is passed, wrap them in parentheses
  FOR_BLOCK((GLTranslate(10, 20, 30), GLTranslate(40, 50, 60))) {
    std::cout << "in block..." << std::endl;
  }
}

Все они не содержат виртуальных функций, а используемые функции прозрачны для компилятора. Фактически, с вышеприведенным GLTranslate, измененным для добавления единственного целого числа к глобальной переменной, и, оставляя его вычитать снова, и с определенным ниже GLTranslateE, я сделал тест:

// we will change this and see how the compiler reacts.
int j = 0;

// only add, don't subtract again
struct GLTranslateE : scoped_obj< GLTranslateE > {
  GLTranslateE(int x):x(x) { }

  void enter() const {
    j += x;
  }

  int x;
};

int main() {
  FOR_BLOCK((GLTranslate(10), GLTranslateE(5))) {
    /* empty */
  }
  return j;
}

Фактически, GCC на уровне оптимизации -O2 выводит это:

main:
    sub     $29, $29, 8
    ldw     $2, $0, j
    add     $2, $2, 5
    stw     $2, $0, j
.L1:
    add     $29, $29, 8
    jr      $31

Я бы этого не ожидал, он довольно хорошо оптимизирован!

36 голосов
/ 10 марта 2010

Если ваш компилятор поддерживает __COUNTER__ (это возможно), вы можете попробовать:

// boiler-plate
#define CONCATENATE_DETAIL(x, y) x##y
#define CONCATENATE(x, y) CONCATENATE_DETAIL(x, y)
#define MAKE_UNIQUE(x) CONCATENATE(x, __COUNTER__)

// per-transform type
#define GL_TRANSLATE_DETAIL(n, x, y, z) GlTranslate n(x, y, z)
#define GL_TRANSLATE(x, y, z) GL_TRANSLATE_DETAIL(MAKE_UNIQUE(_trans_), x, y, z)

Для

{
    GL_TRANSLATE(1.0, 0.0, 0.0);

    // becomes something like:
    GlTranslate _trans_1(1.0, 0.0, 0.0);

} // auto popmatrix
10 голосов
/ 24 июня 2013

Я думаю, что теперь возможно сделать что-то вроде этого:

struct GlTranslate
{
    operator()(double x,double y,double z, std::function<void()> f)
    {
        glPushMatrix(); glTranslatef(x, y, z);
        f();
        glPopMatrix();
    }
};

затем в коде

GlTranslate(x, y, z,[&]()
{
// your code goes here
});

Очевидно, C ++ 11 нужен

0 голосов
/ 09 июня 2019

Канонический способ, описанный в одном ответе, заключается в использовании лямбда-выражения в качестве блока, в C ++ вы можете легко написать функцию-шаблон

with<T>(T instance, const std::function<void(T)> &f) {
    f(instance);
}

и используйте его как

with(GLTranslate(...), [] (auto translate) {
    ....
});

но самой распространенной причиной, почему нужен механизм, позволяющий избежать определения имен в вашей области видимости, являются длинные функции / методы, которые делают много вещей. Вы можете попробовать современный стиль, основанный на ООП / чистом коде, с очень короткими методами / функциями для изменения, если проблема такого рода продолжает беспокоить вас ?

...