自定义 C++ 预处理器/类型宏答案

【问题标题】：Custom C++ Preprocessor / Typeful Macros自定义 C++ 预处理器/类型宏
【发布时间】：2009-10-18 23:59:50
【问题描述】：

看到 Ruby 和 Python 中元编程的优势，但在实际工作中受限于 C++ 和 C 等低级语言，我正在考虑将两者结合起来的方式。一个例子是对任意结构/类的列表进行排序的简单问题。例如：

struct s{
  int a;
  int b;
};

vector<s> vec;
for(int x=0;x<10;x++){
  s inst;
  inst.a = x;
  inst.b = x+10;
  vec.push_back(inst);
}

最终，我希望能够使用最少的样板代码任意排序。我能看到的最简单的方法是使用 STL 的排序：

sort(vec.begin(),vec.end());

但这需要我编写一个可以比较“struct s”的方法。我宁愿做的是：

sort(vec,a ASC,b DESC);

这显然不是有效的 C++。

实现梦想的最佳方式是什么？如果我有某种类型的宏，它将向我揭示向量元素的类型，然后编写 C 预处理器宏来创建执行排序所需的函数将是微不足道的。

替代方法似乎是编写我自己的预处理器。这很好用，直到我不得不再次推断出“vec”的类型。有没有简单的方法可以做到这一点？

背景：更少的代码 = 更少的错误，编程竞赛。

【问题讨论】：

标签： c++ macros c-preprocessor metaprogramming type-inference

【解决方案1】：

对于上述情况，您可以使用Boost.Lambda 内联编写您的比较函数，就像 Python lambda 一样：

using namespace boost::lambda;

std::sort(vec.begin(), vec.end(), (_1 ->* &s::a) < (_2 ->* &s::a));

这当然假设您是按 a 排序的。

如果您要查找的表达式要复杂得多，最好编写一个单独的函数；即使在 Python 和 Ruby 等原生支持闭包的语言中，复杂的闭包也变得非常不可读。

警告：以上代码未经测试。

希望这会有所帮助！

【讨论】：

太棒了，我知道必须有人使用模板来完成这项工作。谢谢！

【解决方案2】：

我会坚持为struct 编写一个比较运算符。定义比较运算符的好处是，您最终不会得到分散在各处的多个 lambda 比较。您可能不止一次需要比较运算符，那么为什么不在逻辑位置（连同类型）定义一次呢？

就个人而言，我更喜欢编写一次代码并将其保存在特别容易找到的地方。我也喜欢编写与我正在编写的语言相关的惯用代码。在 C++ 中，我期望构造函数、析构函数、小于运算符等。您最好编写一个小于运算符，然后让std::sort(vec.begin(), vec.end()) 完成其应有的工作。如果你真的想让你的代码更清晰，那么请执行以下操作：

struct S {
    int a, b;
    bool less_than(S const& other) {...};
};
bool operator<(S const& left, S const& right) {
    return left.less_than(right);
}

如果您定义一个成员函数来进行比较，然后在命名空间级别提供运算符，那么当您必须否定比较时，生活会容易得多。例如：

void foo(std::vector<S>& svec) {
    std::sort(svec.begin(), svec.end(), std::not1(&S::less_than));
}

此代码未经测试，但您明白了。

【讨论】：

【解决方案3】：

如果你使用的是C++11，可以使用Linq这样排序：

auto q = LINQ(from(x, vec) orderby(ascending x.a, descending x.b));

或者如果你不喜欢查询语法，你也可以使用扩展方法：

auto q = vec | linq::order_by([](s x) { return x.a; }) 
             | linq::then_by_descending([](s x) { return x.b; });

两者在功能上是等效的。

【讨论】：

【解决方案4】：

对于 c++，标准库提供了 algorithms 标头，其中包含许多适用于各种容器的有用函数。适合您的示例是：

bool sCompare(const s & s1, const s & s2) {
return s1.a+s1.b/1000 < s2/a+s2.b/1000;
}

vector<s> vec;
...
std::sort(vec.begin(), vec.end(), sCompare);

sort 的原型类似于：

template<class Iter, class Op>
void sort(Iter& start, Iter& stop, Op&  op);

这些算法中的大多数应该适用于任何标准容器（一些特定于排序容器，一些关联容器等）。我相信 sort（和其他）甚至可以与数组一起使用（迭代器是算法的基础，旨在尽可能地模拟指向数组元素的指针。）

简而言之，使用现代 c++，您将不需要特殊的预处理器来实现您想要做的事情。

顺便说一句，如果您声明您使用的是 std 或 std::sort，那么 sort(vec.begin(),vec.end()) 是有效的 c++；

【讨论】：