是否有 C++ 的安全导航运算符？

Question

在现代 C++ 中，有没有办法进行安全导航？

例如，而不是做...

if (p && p->q && p->q->r)
    p->q->r->DoSomething();

...通过使用某种短路智能指针，或某种其他类型的利用运算符重载的语法，或标准 C++ 库或 Boost 中的某些东西，具有简洁的语法。

p?->q?->r?->DoSomething(); // C++ pseudo-code.

上下文尤其是 C++17。

Answer 1

您能做的最好的事情就是将所有成员访问合并到一个函数中。这假设不检查一切都是指针：

template <class C, class PM, class... PMs>
auto access(C* c, PM pm, PMs... pms) {
    if constexpr(sizeof...(pms) == 0) {
        return c ? std::invoke(pm, c) : nullptr;
    } else {
        return c ? access(std::invoke(pm, c), pms...) : nullptr;
    }
}

让你写作：

if (auto r = access(p, &P::q, &Q::r); r) {
    r->doSomething();
}

没关系。或者，您可以对运算符重载进行一些疯狂的操作，并生成如下内容：

template <class T>
struct wrap {
    wrap(T* t) : t(t) { }
    T* t;

    template <class PM>
    auto operator->*(PM pm) {
        return ::wrap{t ? std::invoke(pm, t) : nullptr};
    }

    explicit operator bool() const { return t; }
    T* operator->() { return t; }
};

让你写：

if (auto r = wrap{p}->*&P::q->*&Q::r; r) {
    r->doSomething();
}

这也可以。不幸的是，没有 ->? 或 .? 这样的运算符，所以我们不得不在边缘工作。

Answer 2

“有一点样板......”

我们可以做到这一点：

p >> q >> r >> doSomething();

这是样板文件...

#include <iostream>

struct R {
    void doSomething()
    {
        std::cout << "something\n";
    }
};

struct Q {
    R* r;
};

struct P {
    Q* q;
};

struct get_r {};
constexpr auto r = get_r{};

struct get_q {};
constexpr auto q = get_q{};

struct do_something {
    constexpr auto operator()() const {
        return *this;
    }
};
constexpr auto doSomething = do_something {};

auto operator >> (P* p, get_q) -> Q* {
    if (p) return p->q;
    else return nullptr;
}

auto operator >> (Q* q, get_r) -> R* {
    if (q) return q->r;
    else return nullptr;
}

auto operator >> (R* r, do_something)
{
    if (r) r->doSomething();
}

void foo(P* p)
{
//if (p && p->q && p->q->r)
//    p->q->r->DoSomething();
    p >> q >> r >> doSomething();
}

生成的程序集是非常可接受的。到此为止的旅程可能不会......

foo(P*):
        test    rdi, rdi
        je      .L21
        mov     rax, QWORD PTR [rdi]
        test    rax, rax
        je      .L21
        cmp     QWORD PTR [rax], 0
        je      .L21
        mov     edx, 10
        mov     esi, OFFSET FLAT:.LC0
        mov     edi, OFFSET FLAT:std::cout
        jmp     std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::__ostream_insert<char, std::char_traits<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&, char const*, long)
.L21:
        ret