如何在 C++ 中分解指向成员的指针（获取类和成员类型）？

Question

我有这种情况：

#include <iostream>

class SomeClass
{
public:
    int _int;
};

#define DO_SOME_STUFF(ptr) std::cout << /* Print the typeid().hash_code() of the type which ptr is poiting to (int) */;

int main()
{
    int SomeClass::* ptr_to_int_member = &SomeClass::_int;
    DO_SOME_STUFF(ptr_to_int_member)
}

我想知道ptr指向的是哪个类型（目前是int）。 知道哪个类拥有 int 也很有用（目前是 SomeClass）。

Answer 1

你可以用“template技巧”做到这一点：

template<typename T>
struct PointerToMemberDecomposer {};

template<typename T, typename P>
struct PointerToMemberDecomposer<P T::*>
{
    using ClassType = T;
    using MemberType = P;
};

并将您的代码更改为：

#include <iostream>

template<typename T>
struct PointerToMemberDecomposer {};

template<typename T, typename P>
struct PointerToMemberDecomposer<P T::*>
{
    using ClassType = T;
    using MemberType = P;
};

class SomeClass
{
public:
    int _int;
};

#define DO_SOME_STUFF(ptr) std::cout << typeid(PointerToMemberDecomposer<decltype(ptr)>::MemberType).hash_code();

int main()
{
    int SomeClass::* ptr_to_int_member = &SomeClass::_int;
    DO_SOME_STUFF(ptr_to_int_member)
}

定义几个模板化别名可以让代码更简洁：

#define GET_POINTER_TO_MEMBER_CLASS_TYPE(ptr) PointerToMemberDecomposer<decltype(ptr)>::ClassType
#define GET_POINTER_TO_MEMBER_MEMBER_TYPE(ptr) PointerToMemberDecomposer<decltype(ptr)>::MemberType

因此您可以将DO_SOME_STUFF 更改为：

#define DO_SOME_STUFF(ptr) std::cout << typeid(GET_POINTER_TO_MEMBER_MEMBER_TYPE(ptr)).hash_code();

---

说明

这种技术称为Partial template specialization。 PointerToMemberDecomposer 的第二个定义将在 pointer-to-member 类型作为模板参数传递时使用；并将捕获新的T 和P typenames。使用那些新的typenames；它将定义两个类型别名（ClassType 和 MemberType），因此 T 和 P 可以在 PointerToMemberDecomposer 结构之外使用。

使用PointerToMemberDecomposer时；您应该使用decltype 运算符，其作用类似于Python 中的type 或C# 中的typeof。 decltype(x) 传递 x 的类型，而不是 x 本身。

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更新

正如463035818_is_not_a_number 所提到的；宏可以替换为templated aliases

template <typename T>
using ClassTypeFromPtrToMember_t = typename PointerToMemberDecomposer<T>::ClassType;

template <typename T>
using MemberTypeFromPtrToMember_t = typename PointerToMemberDecomposer<T>::MemberType;

但是您仍然应该使用decltype，而DO_SOME_STUFF 是宏而不是模板函数，我们不能直接访问ptr 的类型（请参阅463035818_is_not_a_number's answer 以获取DO_SOME_STUFF 的模板函数版本）：

#define DO_SOME_STUFF(ptr) std::cout << typeid(MemberTypeFromPtrToMember_t<decltype(ptr)>).hash_code();

在这种情况下； DO_SOME_STUFF 可以转换为模板函数。但是您可能希望例如用宏参数填充非捕获 lambda；这要求 DO_SOME_STUFF 是一个宏。

此外，您可能希望将ClassType 和MemberType 更改为type 并创建两个单独的structs（或classes）来检索这些类型别名；如果你想让PointerToMemberDecomposer 看起来像 C++ 的标准库。

更多详情；见463035818_is_not_a_number's answer

Answer 2

只是将 cmets 总结为一些其他很好的答案......

成员别名通常命名为type。最好避免使用宏 (Why are preprocessor macros evil and what are the alternatives?)，为了减少调用者的冗长，您可以使用函数模板：

#include <iostream>
#include <typeinfo>

template<typename T>
struct TypeFromPtrToMember; // needs no definition

template<typename T, typename P>
struct TypeFromPtrToMember<P T::*>
{
    using type = T;
};

class SomeClass
{
public:
    int _int;
};

template <typename T>
void do_some_stuff(T t){
    std::cout << typeid(typename TypeFromPtrToMember<T>::type).hash_code();;
}

int main()
{
    int SomeClass::* ptr_to_int_member = &SomeClass::_int;
    do_some_stuff(ptr_to_int_member);
}

将成员别名命名为type 是so common，即使您需要两个特征，我也会这样做。另一个特点与using type = P;基本相同。

在上面，使用 trait 时仍然需要写 typename 的小烦恼（因为 TypeFromPtrToMember<T>::type 是 dependent name）。从 C++11 开始，我们可以使用 template alias 来帮助解决这个问题。模板别名不能部分特化，但我们已经具备了 trait，只需要转发即可：

template <typename T>
using TypeFromPtrToMember_t = typename TypeFromPtrToMember<T>::type;

这样do_some_stuff 可以是：

template <typename T>
void do_some_stuff(T t){
    std::cout << typeid(TypeFromPtrToMember_t<T>).hash_code();;
}

我希望您同意现在不再需要宏。