编译期间是不是可以生成常量值？

Posted 2023-02-22

【中文标题】编译期间是不是可以生成常量值？

【英文标题】：Is it possible to generate constant value during compilation?编译期间是否可以生成常量值？

【发布时间】：2010-06-14 20:19:34

【问题描述】：

我希望我的类通过唯一的哈希码来识别每种类型。但是我不希望每次方法都生成这些哈希值，例如。 int GetHashCode()，在运行时调用。我想使用已经生成的常量，我希望有一种方法可以让编译器进行一些计算并设置这些常量。可以使用模板完成吗？如果可能的话，你能给我举个例子吗？

更新：

感谢kriss' 的评论，我意识到我的问题应该是这样的： 如何以尽可能低的运行时成本进行类型检查？

我想根据类类型检查指向对象的指针。只是我在我的库中实现的类，所以我在考虑一些自定义散列，因此是原始问题。我确实考虑过使用typeid，但我不知道使用它的运行时成本。我做了一个假设，因为 typeid 产生了一个 type_info 类，它比简单地比较唯一的 int 值更消耗。

【问题讨论】：

可能在预编译器中有一些东西，虽然没有关于预编译器哈希函数和/或随机的具体想法

你认为你为什么需要这样做？

如果您的 GetHashCode() 方法返回一个常量并被内联，它不会在运行时真正被调用，但肯定会被编译器内联。没有运行时成本。不要费心寻找复杂的解决方法，只要相信编译器......

在我的 Symbian 时代，我们曾经使用编译后构建工具将各种 ID 注入到 ROM 中；我们会喜欢预处理器可以完成的简单哈希系统，而不是尝试跟踪占位符并将它们外部化

你能显示你用来获取哈希码的界面吗？ GetHashCode 是方法还是独立函数？您将已生成的常量保存在哪里 - 在类中或其他地方？

【参考方案1】：

您可以使用boost.MPL 来完成。

【讨论】：

我不想使用 boost，抱歉。我应该在我的问题中提到这一点。

【参考方案2】：

我会走简单的路线：

对于将是静态属性的 类 - 所以只需为每个类选择一个数字。 对于实例 - 只需使用地址即可。

【讨论】：

我按照您的说法处理实例检查（某些情况除外），但是为每个类选择一个数字对我来说不是一个选项。我正在开发 3 个可以单独使用或合作的库，并且不想在每次创建类时检查一个数字在所有 3 个库中是否唯一。

【参考方案3】：

静态常量在编译时进行评估——这几乎是整个元编程的基础。此外，type_info::hash_code 特别适合你的需求，所以试试 -

class MyClass

static const size_t TypeHashCode = typeid(MyClass).hash_code();
...

（我现在不在编译器周围，所以这可能需要一些改进。明天会尝试重新检查）

编辑：确实，它不仅是特定于 MS 的，而且仅在 VS2010 中添加 - 但是，至少 MS 同意这是一个有效的需求。如果您不允许在代码中同时使用 VS2010 和 boost - 您几乎只能使用符合标准的工具：typeid 或 dynamic_cast。它们确实会产生一些开销，但我会格外小心地验证这种开销确实是一场有价值的战斗。 （我的钱去 - 不是。）

【参考方案4】：

所有这些类都有一些共同点。那么为什么不在一个公共枚举中为每个枚举添加一个符号常量，你将让枚举为你提供值，这比提供显式常量更容易（你仍然需要在枚举中声明每个类）。

【讨论】：

使用枚举是我目前的解决方案，但我想改变它，因为为了满足我的需要，这样的枚举应该可以在我的库之外扩展。

【参考方案5】：

template<class T>
struct provide_hash_code_for_class

  public:
    static uintptr_t GetHashCode()
    
      return(reinterpret_cast<uintptr_t>(&unused));
    
  private:
    static void *unused;
;

template<class T>
void *provide_hash_code_for_class<T>::unused;

class MyClass : public provide_hash_code_for_class<MyClass>

;

int main()

  std::cout << std::hex << MyClass::GetHashCode() << std::endl;
  std::cout << std::hex << MyClass().GetHashCode() << std::endl;
  return(0);

请注意，哈希码在运行之间会发生变化，因此您不能依赖它们来进行进程间通信。

【讨论】：

从 MyClass 派生的类与基类具有相同的哈希码，这是不可接受的。使用 provide_hash_code_for_class 导致编译错误 C2385: 'GetHashCode' 的模糊访问。

这很好。您可能可以在您正在编写的课程中使用 'using provide_hash_code_for_class::GetHashCode' 来消除符号的歧义，但是输入太多了...而且我猜 trait type class 是不可能的，因为您可能不想改变界面？

【参考方案6】：

在 Nikolai N Fetissov 的 simple route 路线上建造：

对于将是静态属性的类 - 使用转换为 intptr_t 的函数地址来提供唯一但已编译的值。 例如 - 只需使用地址。

【参考方案7】：

遗憾的是没有标准支持的编译时类型hash_code。作为一种解决方法，可以从类名生成编译时哈希。下面是一个例子。

#include <stdint.h>
#include <string>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <cassert>

//Compile-time string hashing.
class HashedString

public:
    typedef int64_t HashType;
    explicit constexpr HashedString(const char* str):  m_hash(hashString(str)) 

    static inline constexpr HashType hashString(const char* str)
    
        return ( !str ? 0 : hashStringRecursive(5381, str));
    
    static inline constexpr HashType hashStringRecursive(HashType hash, const char* str)
    
        return ( !*str ? hash : hashStringRecursive(((hash << 5) + hash) + *str, str + 1));
    
    const HashType m_hash;
;

struct EventBase

    using IdType = HashedString::HashType;

    virtual ~EventBase() 
    IdType getId() const   return m_eventId;         //present the runtime event id

    EventBase(IdType myId) : m_eventId  myId   

    template<class DerivedEvent>
    const DerivedEvent* getAs() const
    
        return dynamic_cast<const DerivedEvent*>(this);
    

protected:
    const IdType m_eventId;
;

#define DEFINE_EVENT_ID(className) \
static constexpr IdType id = HashedString(#className).m_hash;   \

struct SomeEvent1 : public EventBase

    DEFINE_EVENT_ID(SomeEvent1);

    SomeEvent1(int status) : EventBase(id), m_status  status   assert(id == m_eventId);  
    int m_status;
;


struct SomeEvent2 : public EventBase

    DEFINE_EVENT_ID(SomeEvent2);

    SomeEvent2() : EventBase(id)  assert(id == m_eventId); 
    std::string m_s = "test event 2";
;

void testEvents()

    std::vector<std::shared_ptr<EventBase>> events;

    events.push_back(std::make_shared<SomeEvent1>(123));
    events.push_back(std::make_shared<SomeEvent2>());

    for (auto event : events) 
        switch(event->getId()) 
            case SomeEvent1::id:
                std::cout << "SomeEvent1 " << event->getAs<SomeEvent1>()->m_status << std::endl;
                break;
            case SomeEvent2::id:
                std::cout << "SomeEvent2 " << event->getAs<SomeEvent2>()->m_s << std::endl;
                break;