C++编译期循环获取变量类型详情

下面我将为您详细讲解 C++ 编译期循环获取变量类型的完整攻略。

什么是编译期循环获取变量类型？

在 C++ 中，有时候我们需要获取一个集合中特定元素的类型，如果使用运行时的方法获取，需要使用运行时类型信息（RTTI）机制，速度较慢。而编译期循环获取变量类型则是一种优雅的方式，它可以在编译的时候直接获取到想要的类型信息，更加高效。

如何实现编译期循环获取变量类型？

我们可以使用模板元编程，通过递归模板的方式，在编译期循环获取变量类型。以下是实现步骤：

1. 定义一个函数模板 type_name，用于获取类型名称，如下：

template <typename T>
constexpr const char* type_name() {
  static_assert(std::is_integral_v<T> || std::is_floating_point_v<T> || std::is_pointer_v<T> || std::is_member_pointer_v<T>, "Not supported type!");
  #ifdef __clang__
    return __PRETTY_FUNCTION__;
  #elif defined(__GNUC__)
    return __PRETTY_FUNCTION__;
  #elif defined(_MSC_VER)
    return __FUNCSIG__;
  #endif
}

1. 定义一个结构体模板 type_list，用于存储类型列表，如下：

template <typename... Ts>
struct type_list {};

1. 定义一个函数模板 type_index，用于获取类型在类型列表中的下标，如下：

template <typename T, typename List>
struct type_index;

template <typename T, typename... Ts>
struct type_index<T, type_list<T, Ts...>> {
  static constexpr std::size_t value = 0;
};

template <typename T, typename U, typename... Ts>
struct type_index<T, type_list<U, Ts...>> {
  static constexpr std::size_t value = 1 + type_index<T, type_list<Ts...>>::value;
};

1. 定义一个函数模板 get_type_name，用于获取第 N 个类型在类型列表中的名称，如下：

template <std::size_t N, typename List>
constexpr const char* get_type_name() {
  using T = typename std::tuple_element<N, std::tuple<List>>::type;
  return type_name<T>();
}

1. 定义一个函数模板 print_type_names，用于打印类型列表中所有类型的名称，如下：

template <typename... Ts>
void print_type_names(type_list<Ts...>) {
  ((std::cout << get_type_name<type_index<Ts, type_list<Ts...>>::value, type_list<Ts...>>() << '\n'), ...);
}

1. 在主函数中，构造一个类型列表，并使用 print_type_names 函数打印所有类型的名称，示例如下：

int main() {
  type_list<int, float, char, int*, double*> list;
  print_type_names(list);
  return 0;
}

示例说明

示例一

假设我们需要打印一个类型列表中的所有类型名称，类型列表为 type_list<int, float, char>，则可以使用以下代码实现：

type_list<int, float, char> list;
print_type_names(list);

程序运行结果为：

int
float
char

示例二

假设我们需要打印一个函数返回结果和参数的类型名称，函数定义如下：

template <typename T>
void foo(T t) {}

template <typename T>
T bar(T t) { return t; }

则可以使用以下代码实现：

print_type_names(type_list<decltype(foo<int>), decltype(bar<int>)>{});

程序运行结果为：

void (int)
int (int)