如何使用 Clang 获取模板类型类成员的实际类型？答案

【问题标题】：How to get the actual type of a template typed class member with Clang?如何使用 Clang 获取模板类型类成员的实际类型？
【发布时间】：2019-11-09 13:51:24
【问题描述】：

例如，我有以下课程：

template<typename T>
class Foo {
public:
    T getBar();

private:
    T bar_;
};

实例化为：

Foo<Bar> foo;

我提取class Foo 的clang::CXXRecordDecl 节点，并遍历其字段：

for (const clang::FieldDecl *fieldDecl: fooRecordDecl->fields()) {
    // fieldDecl->getType() gives T
    // fieldDecl->getNameAsString() gives bar_
}

我想要一些可以提供fieldDecl->getInstantiatedType() 的东西，它可以提供Bar

我了解Foo 的CXXRecordDecl 的AST 不应包含有关实例化类型的任何信息。 我想知道此链接信息是否存储在 AST 中的其他位置，以及如何检索它。

我当前的解决方案涉及按顺序获取未初始化的模板参数，例如 {A, B, C} 用于 template<typename A, typename B, typename C> class Baz {}; 并将它们存储在 std::vector 中。然后找到实例化调用Baz<Foo, Bar, Baz>，将实例化的类型按顺序存储在另一个std::vector中，并通过索引链接在一起得到：

{ A: Foo, B: Bar, C: Baz}

这看起来很复杂，而且像“un-Clang”一样。

【问题讨论】：

标签： c++ c++11 clang abstract-syntax-tree libtooling

【解决方案1】：

这确实是一种“非 Clang”方式。 Clang 通常单独存储所有实例化，获得正确的类声明很重要。就您而言，我猜您在“我提取clang::CXXRecordDecl...”部分的某个地方转错了方向。

我放了一个小的访问者解决方案，它有点古怪，但很容易适应您的需求：

bool VisitVarDecl(VarDecl *VD) {
  // VD->getType() dump would look like smth like this:
  //
  // > TemplateSpecializationType 0x7ffbed018180 'Foo<class Bar>' sugar Foo
  // > |-TemplateArgument type 'class Bar'
  // > `-RecordType 0x7ffbed018160 'class Foo<class Bar>'
  // >   `-ClassTemplateSpecialization 0x7ffbed018078 'Foo'
  //
  // The following code unwraps types to get to that ClassTemplateSpecialization
  auto SpecializationDecl = VD->getType()
                                ->getAs<TemplateSpecializationType>()
                                ->desugar()
                                ->getAs<RecordType>()
                                ->getDecl();

  // these fields will have specialized types
  for (const auto *Field : SpecializationDecl->fields()) {
    Field->getType().dump();
  }

  return true;
}

对于下面的sn-p：

// test.cpp
class Bar {};

template <typename T> class Foo {
public:
  T getBar();

private:
  T bar_;
};

int main() { Foo<Bar> foo; }

它产生这个输出：

SubstTemplateTypeParmType 0x7ffbed0183b0 'class Bar' sugar
|-TemplateTypeParmType 0x7ffbed017900 'T' dependent depth 0 index 0
| `-TemplateTypeParm 0x7ffbed017890 'T'
`-RecordType 0x7ffbed017750 'class Bar'
  `-CXXRecord 0x7ffbed0176b0 'Bar'

如您所见，它有一个 T 的糖化版本，其中包含对 Bar 的引用。

我希望这是您正在寻找的。愉快地使用 Clang 进行黑客攻击！

【讨论】：

【解决方案2】：

对于类模板的每个实例化，在 AST 中的 ClassTemplateDecl 节点下都会有一个 ClassTemplateSpecializationDecl。通常，您在问题中访问的 CXXRecordDecl 将是 ClassTemplateDecl 下的第一个节点，然后是 CXXRecordDecl 的子类 ClassTemplateSpecializationDecl(s)。您需要的信息在那些 ClassTemplateSpecializationDecl(s) 中。

但是 RecursiveASTVisitor 默认不访问这些 ClassTemplateSpecializationDecl(s)。如果您需要拜访他们，您需要：

class MyVisitor: public RecursiveASTVisitor<MyVisitor> {
...
bool shouldVisitTemplateInstantiations() const { return true;}
...
}

然后对于模板中的每个元素，如字段/成员函数，相关的 Visit*** 函数将为模板元素（即在问题中）调用一次，并为它的每个实例调用一次。

【讨论】：