在编译时使用模板将枚举值映射到相应的类型？

Question

我想在编译时使用模板将枚举值映射到相应的数据类型。我该怎么做？

例如


enum DataType {
  UNSINGED_INT; // uint32_t
  INT; // int32_t
  UNSIGNED_CHAR; // uint8_t
  CHAR; // int8_t
}

auto type = MapToDataType<DataType::UNSIGNED_CHAR>; // type will be uint8_t in this case

Answer 1

template <DataType> struct MapToDataTypeHelper {};
template <> struct MapToDataTypeHelper<INT> {using type = int;};
template <> struct MapToDataTypeHelper<UNSIGNED_INT> {using type = unsigned int;};
// ...

template <DataType X> using MapToDataType = typename MapToDataTypeHelper<X>::type;

MapToDataType<INT> x; // int x;

Answer 2

声明枚举 class。使用 class 避免名称空间污染。

#include <cstdint>

enum class DataType {
    UNSIGNED_CHAR,
    UNSIGNED_INT,
    CHAR,
    INT
};

为每个枚举条目指定一个模板：

template <DataType> struct MapToDataType_t;
template <> struct MapToDataType_t<DataType::UNSIGNED_CHAR> { using type = std::uint8_t; };
template <> struct MapToDataType_t<DataType::UNSIGNED_INT>  { using type = std::unit32_t; };
template <> struct MapToDataType_t<DataType::CHAR>          { using type = std::int8_t; };
template <> struct MapToDataType_t<DataType::INT>           { using type = std::int32_t; };

每种类型的别名：

template <DataType T>
using MapToDataType = typename MapToDataType_t<T>::type;

Answer 3

如果您的 enum 包含可转换为 int 的值序列，没有空洞，并且从零开始（如您的示例所示），您可以使用 std::tuple 作为类型map 和 std::tuple_element 以提取所需的类型。

所以，写一个辅助结构体如下

template <DataType dt>
struct MapToDataType_helper
 {
   using type = typename std::tuple_element<
     static_cast<std::size_t>(dt),
     std::tuple<std::uint32_t,
                std::int32_t,
                std::uint8_t,
                std::int8_t>
                   >::type;
 };

您的地图是使用

的简单模板

template <DataType dt>
using MapToDataType = typename MapToDataType_helper<dt>::type;

例如，您可以验证

static_assert( std::is_same_v<MapToDataType<DataType::UNSIGNED_CHAR>,
                              std::uint8_t> );

Answer 4

携带编译时值和类型的一些标记类型和值：

template<auto x>
using constant_t = std::integral_constant<std::decay_t<decltype(x)>, x>;
template<auto x>
constexpr constant_t<x> constant{};
template<class T>
struct tag_t{using type=T;};
template<class T>
constexpr tag_t<T> tag{};

template<class X>
constexpr void type_map( X ) {}

template<auto X>
using get_type = typename decltype(type_map(constant<X>))::type;

好了，机器搞定了

现在只需添加这些：

    inline auto type_map( constant_t<DataType::UNSIGNED_INT> ) { return tag<std::uint32_t>; }
    inline auto type_map( constant_t<DataType::INT> ) { return tag<std::int32_t>; }
    inline auto type_map( constant_t<DataType::UNSIGNED_CHAR> ) { return tag<std::uint8_t>; }
    inline auto type_map( constant_t<DataType::CHAR> ) { return tag<std::int8_t>; }

而且有效。

支持其他枚举只是将 type_map 重载添加到相关 enum 的命名空间中。

一个宏

#define TYPE_MAP(FROM,...) \
  inline auto type_map( constant_t<FROM> ) { return tag<__VA_ARGS__>; }

可以让它不那么冗长。

get_type 现在可以在任何具有相同机器设置的枚举上统一工作。

Live example.

在编译时使用模板将枚举值映射到相应的类型？

Map enum values to corresponding types with templates at compile time?

c++

reflection

c++20

typeid