使用运行时参数桥接模板

Question

我正在处理一个广泛使用模板的第 3 方 C++ 库。这使得创建一个 C API 以在我的框架中使用它变得很困难。

抽象问题，假设库提供了函数：

template <int i> void foo();
template <int i> void zoo(int v);

我想用函数头创建一个 C API：

extern "C" void c_foo(int i);
extern "C" void c_zoo(int i, int v);

一个明显的实现可能是：

void c_foo(int i)
{
     switch(i) {
         case 1: foo<1>(); break;
         case 2: foo<2>(); break;
         case 3: foo<3>(); break;
         default: break;
     };
};

对void zoo(int)也做同样的事情。

如果i 的可能值范围很小，则此方法可以正常工作。如果我想处理 [1,100] 中i 的所有可能值，那么以这种方式编写代码会变得非常难看，因为有很多重复。

有没有更紧凑的方法来做到这一点，即编写更少的代码行？也许使用递归预处理器宏？

Answer 1

我想问题是这个模板编号是多少？它是像内部缓冲区大小，还是更像命令字节？ 人们假设一般的 C++ 程序只会生成少数几个参数值。

也许最糟糕的方法是枚举一些典型的缓冲区大小或命令名称，并仅实例化那些，因此如果 c 代码使用您的枚举作为参数，它将起作用，否则它（可怕地失败）断言。

如果有理由添加新条目会很烦人，但您可以为此编写脚本。

另一种方法可能是生成损坏的命名存根，即生成 foo__1() foo__2() 等，可能使用 boost 扩展预处理器来提供帮助。然后，C 程序员再次被自动限制在您在编译时发布的方法和范围内。

Answer 2

您可以在内部使用模板来生成必要的代码。

一种方法是生成一个包含 100 个函数指针的调度表，然后在运行时对其进行索引。 c_foo 将生成索引的编译时序列并调用助手：

extern "C" void c_foo(int i) {    
    c_foo_impl(std::make_integer_sequence<int,100>{}, i);
}

这个助手将生成调度表并执行调用：

template <int... Is>
void c_foo_impl (std::integer_sequence<int,Is...>, int i) {
    constexpr std::array<void(*)(), sizeof...(Is)> dispatch = { &foo<Is>... };

    //assert or some other error handling for i > sizeof...(Is)
    dispatch[i]();
}

那么你可以对zoo做同样的事情：

extern "C" void c_zoo(int i, int v) {   
    c_zoo_impl(std::make_integer_sequence<int,100>{}, i, v);
}

template <int... Is>
void c_zoo_impl (std::integer_sequence<int,Is...>, int i, int v) {
    constexpr std::array<void(*)(int), sizeof...(Is)> dispatch = { &zoo<Is>... };

    //assert or some other error handling for i > sizeof...(Is)
    dispatch[i](v);
}

如果你发现在一些地方需要这个，你可以抽象出一些细节，或者使用像Petra这样的库，它提供了一个switch_table来进行这种映射。

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