Clever Geek Handbook

dynamic_cast em tempo de compilação

Saudações a todos os leitores.







Qual é o artigo (ou a tarefa do artigo) : uma resposta prática à pergunta "é possível criar um grande projeto de forma a abandoná-lo completamente dynamic_cast



na fase de execução?", Onde por grande projeto significa aquele em que não há mais uma pessoa que manteria todo o código toda a base do projeto.







Resposta preliminar : SIM, é possível - é possível criar um mecanismo que permite resolver o problema dynamic_cast na fase de compilação , mas - é improvável que seja aplicado na prática por razões como: (1) desde o início, o projeto alvo deve ser construído de acordo com regras predeterminadas, como resultado o que pegar e aplicar a técnica a um projeto existente, consome muito tempo (2) um aumento significativo na complexidade do código do ponto de vista de sua legibilidade em determinados locais, onde, de fato, a lógica é substituídadynamic_cast



ao uso dos modelos propostos a seguir (3), que podem ser inaceitáveis ​​em alguns projetos por motivos ideológicos dos seus responsáveis ​​(4) o interesse do autor é apenas em dar uma resposta à questão colocada, e não em criar um mecanismo universal e conveniente de resolução a tarefa (afinal, na prática não é necessário resolver problemas que não sejam urgentes).







Ideia de implementação



Foi baseado na ideia de uma lista de tipos, descrita por Andrei Alexandrescu e implementada por ele na biblioteca Loki . Esta ideia foi refinada nos seguintes pontos (os pontos marcados *



significam que neste ponto o autor do artigo não concorda com a visão de Alexandrescu sobre as listas de tipos):







  • adicionada a capacidade de gerar uma lista de comprimento arbitrário de tipos sem usar macros e / ou estruturas de modelo, com o número de parâmetros de modelo igual ao comprimento da lista criada;
  • adicionada a capacidade de gerar uma lista de tipos com base no (s) tipo (s) e / ou lista (s) existente (s) de tipos em sua combinação arbitrária;
  • * removida a capacidade de criar listas de tipos cujos elementos podem ser listas de tipos;
  • * MostDerived



    DerivedToFront



    , .. (1) , , , , , (2) , , - , , ;
  • static_assert



    , , ;
  • RemoveFromSize



    , CutFromSize



    .

    , , (https://github.com/AlexeyPerestoronin/Cpp_TypesList), , , .


, , , .







#include <gtest/gtest.h>
#include <TypesList.hpp>

#include <memory>

class A {
    public:
    using BASE_t = TL::Refine_R<TL::CreateTypesList_R<void>>;

    A() {}
    A(int a) {
        buffer << ' ' << a;
    }

    virtual void F1() = 0;

    protected:
    std::stringstream buffer;
};

class B : public A {
    public:
    using BASE_t = TL::Refine_R<TL::CreateTypesList_R<A, A::BASE_t>>;

    B() {}
    B(int a, int b)
        : A(a) {
        buffer << ' ' << b;
    }

    virtual void F1() override {
        std::cout << "class::B" << buffer.str() << std::endl;
    }
};

class C : public B {
    public:
    using BASE_t = TL::Refine_R<TL::CreateTypesList_R<B, B::BASE_t>>;

    C() {}
    C(int a, int b, int c)
        : B(a, b) {
        buffer << ' ' << c;
    }

    virtual void F1() override {
        std::cout << "class::C" << buffer.str() << std::endl;
    }
};

class D : public C {
    public:
    using BASE_t = TL::Refine_R<TL::CreateTypesList_R<C, C::BASE_t>>;

    D() {}
    D(int a, int b, int c, int d)
        : C(a, b, c) {
        buffer << ' ' << d;
    }

    virtual void F1() override {
        std::cout << "class::D" << buffer.str() << std::endl;
    }
};

TEST(Check_class_bases, test) {
    {
        using TClass = A;
        EXPECT_EQ(TClass::BASE_t::size, 1);
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass::BASE_t, void>));
    }
    {
        using TClass = B;
        EXPECT_EQ(TClass::BASE_t::size, 2);
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass::BASE_t, void>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass::BASE_t, A>));
    }
    {
        using TClass = C;
        EXPECT_EQ(TClass::BASE_t::size, 3);
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass::BASE_t, void>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass::BASE_t, A>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass::BASE_t, B>));
    }
    {
        using TClass = D;
        EXPECT_EQ(TClass::BASE_t::size, 4);
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass::BASE_t, void>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass::BASE_t, A>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass::BASE_t, B>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass::BASE_t, C>));
    }
}

// TT - Type to Type
template<class Type, class BASE_t>
struct T2T {
    std::shared_ptr<Type> value;
    using PossibleTo_t = BASE_t;
};

template<class To, class From, class... Arguments>
auto T2TMake(Arguments&&... arguments) {
    T2T<To, TL::Refine_R<TL::CreateTypesList_R<From, From::BASE_t>>> result{};
    result.value = std::make_shared<From>(arguments...);
    return result;
}

template<class BASE_t>
void AttemptUse(T2T<A, BASE_t> tb) {
    static_assert(TL::IsInList_R<BASE_t, C>, "this function can to use only with C-derivative params");
    tb.value->F1();
}

TEST(T2TMake, test) {
    {
        auto value = T2TMake<A, B>();
        using TClass = decltype(value)::PossibleTo_t;
        EXPECT_EQ(TClass::size, 3);
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, void>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, A>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, B>));
        // AttemptUse(value); // compilation error
    }
    {
        auto value = T2TMake<A, B>(1, 2);
        using TClass = decltype(value)::PossibleTo_t;
        EXPECT_EQ(TClass::size, 3);
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, void>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, A>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, B>));
        // AttemptUse(value); // compilation error
    }
    {
        auto value = T2TMake<A, C>();
        using TClass = decltype(value)::PossibleTo_t;
        EXPECT_EQ(TClass::size, 4);
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, void>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, A>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, B>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, C>));
        AttemptUse(value);
    }
    {
        auto value = T2TMake<A, C>(1, 2, 3);
        using TClass = decltype(value)::PossibleTo_t;
        EXPECT_EQ(TClass::size, 4);
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, void>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, A>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, B>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, C>));
        AttemptUse(value);
    }
    {
        auto value = T2TMake<A, D>();
        using TClass = decltype(value)::PossibleTo_t;
        EXPECT_EQ(TClass::size, 5);
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, void>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, A>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, B>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, C>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, D>));
        AttemptUse(value);
    }
    {
        auto value = T2TMake<A, D>(1, 2, 3, 4);
        using TClass = decltype(value)::PossibleTo_t;
        EXPECT_EQ(TClass::size, 5);
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, void>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, A>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, B>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, C>));
        EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, D>));
        AttemptUse(value);
    }
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    ::testing::InitGoogleTest(&argc, argv);
    return RUN_ALL_TESTS();
}


  1. class A 













    class A {
public:
using BASE_t = TL::Refine_R<TL::CreateTypesList_R<void>>;

A() {}
A(int a) {
    buffer << ' ' << a;
}

virtual void F1() = 0;

protected:
std::stringstream buffer;
};


    class A



    — - , : using BASE_t = TL::Refine_R<TL::CreateTypesList_R<void>>;



    , .

    :







    • TL::CreateTypesList_R



      — , .
    • TL::Refine_R



      — , , .

      .. , void



      .


  2. class B 













    class B : public A {
public:
using BASE_t = TL::Refine_R<TL::CreateTypesList_R<A, A::BASE_t>>;

B() {}
B(int a, int b)
    : A(a) {
    buffer << ' ' << b;
}

virtual void F1() override {
    std::cout << "class::B" << buffer.str() << std::endl;
}
};


    , , BASE_t



    — , .







  3. class C 













    class C : public B {
public:
using BASE_t = TL::Refine_R<TL::CreateTypesList_R<B, B::BASE_t>>;

C() {}
C(int a, int b, int c)
    : B(a, b) {
    buffer << ' ' << c;
}

virtual void F1() override {
    std::cout << "class::C" << buffer.str() << std::endl;
}
};


    , , BASE_t



    , .







  4. class D 













    class D : public C {
public:
using BASE_t = TL::Refine_R<TL::CreateTypesList_R<C, C::BASE_t>>;

D() {}
D(int a, int b, int c, int d)
    : C(a, b, c) {
    buffer << ' ' << d;
}

virtual void F1() override {
    std::cout << "class::D" << buffer.str() << std::endl;
}
};


    , D BASE_t



    .









  5. , TL::IsInList_R<TypesList, Type>



    true



    , Type



    TypesList



    , false



    — . 



    TEST(Check_class_bases, test) {
{
    using TClass = A;
    EXPECT_EQ(TClass::BASE_t::size, 1);
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass::BASE_t, void>));
}
{
    using TClass = B;
    EXPECT_EQ(TClass::BASE_t::size, 2);
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass::BASE_t, void>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass::BASE_t, A>));
}
{
    using TClass = C;
    EXPECT_EQ(TClass::BASE_t::size, 3);
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass::BASE_t, void>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass::BASE_t, A>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass::BASE_t, B>));
}
{
    using TClass = D;
    EXPECT_EQ(TClass::BASE_t::size, 4);
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass::BASE_t, void>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass::BASE_t, A>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass::BASE_t, B>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass::BASE_t, C>));
}
}


    , : class A



    , class B



    , class C



    class D



    , — BASE_t



    .











    // T2T - Type to Type
template<class Type, class BASE_t>
struct T2T {
std::shared_ptr<Type> value;
using PossibleTo_t = BASE_t;
};


    value



    Type



    PossibleTo_t



    value



    , ( ) Type



    .







    T2T 







    template<class To, class From, class... Arguments>
auto T2TMake(Arguments&&... arguments) {
T2T<To, TL::Refine_R<TL::CreateTypesList_R<From, From::BASE_t>>> result{};
result.value = std::make_shared<From>(arguments...);
return result;
}


    T2TMake



    :





    • From



      — , T2T



      ;
    • To



      — T2T



      ;
    • Arguments



      — .

      , , From



      To



      , TL::Refine_R<TL::CreateTypesList_R<From, From::BASE_t>>



      T2T



      e value



      .


    T2T 







    template<class BASE_t>
void AttemptUse(T2T<A, BASE_t> tb) {
static_assert(TL::IsInList_R<BASE_t, C>, "this function can to use only with C-derivative params");
tb.value->F1();
}


    , , , , — , — .











    TEST(T2TMake, test) {
{
    auto value = T2TMake<A, B>();
    using TClass = decltype(value)::PossibleTo_t;
    EXPECT_EQ(TClass::size, 3);
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, void>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, A>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, B>));
    // AttemptUse(value); // compilation error
}
{
    auto value = T2TMake<A, B>(1, 2);
    using TClass = decltype(value)::PossibleTo_t;
    EXPECT_EQ(TClass::size, 3);
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, void>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, A>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, B>));
    // AttemptUse(value); // compilation error
}
{
    auto value = T2TMake<A, C>();
    using TClass = decltype(value)::PossibleTo_t;
    EXPECT_EQ(TClass::size, 4);
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, void>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, A>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, B>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, C>));
    AttemptUse(value);
}
{
    auto value = T2TMake<A, C>(1, 2, 3);
    using TClass = decltype(value)::PossibleTo_t;
    EXPECT_EQ(TClass::size, 4);
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, void>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, A>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, B>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, C>));
    AttemptUse(value);
}
{
    auto value = T2TMake<A, D>();
    using TClass = decltype(value)::PossibleTo_t;
    EXPECT_EQ(TClass::size, 5);
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, void>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, A>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, B>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, C>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, D>));
    AttemptUse(value);
}
{
    auto value = T2TMake<A, D>(1, 2, 3, 4);
    using TClass = decltype(value)::PossibleTo_t;
    EXPECT_EQ(TClass::size, 5);
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, void>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, A>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, B>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, C>));
    EXPECT_TRUE((TL::IsInList_R<TClass, D>));
    AttemptUse(value);
}
}






    dynamic_cast



    — .

    , .







    Obrigado a todos que leram o artigo :) - Ficarei feliz em saber sua experiência, opinião sobre, ou, talvez, até mesmo a solução para o problema descrito no artigo nos comentários.







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