编译时常量 ID

假设一个符合标准的编译器(关于一个定义规则(，这就足够了：

template<typename T>
class A
{
public:
    static char ID_storage;
    static const void * const ID;
};
template<typename T> char A<T>::ID_storage;
template<typename T> const void * const A<T>::ID= &A<T>::ID_storage;

从C++标准 3.2.5 一个定义规则 [basic.def.odr](粗体强调我的(：

。如果 D 是模板，并且在多个翻译中定义 单位，则适用上述列表中的最后四个要求 模板中使用的模板封闭范围的名称 定义 (14.6.3(，以及从属名称 实例化 (14.6.2(。如果 D 的定义满足所有这些 要求，那么程序的行为就好像有一个 D的定义。如果 D 的定义不满足这些要求 要求，则行为是未定义的。

我通常使用的是这样的：

template<typename>
void type_id(){}
using type_id_t = void(*)();

由于函数的每个实例化都有自己的地址，因此您可以使用该地址来标识类型：

// Work at compile time
constexpr type_id_t int_id = type_id<int>;
// Work at runtime too
std::map<type_id_t, std::any> types;
types[type_id<int>] = 4;
types[type_id<std::string>] = "values"s
// Find values
auto it = types.find(type_id<int>);
if (it != types.end()) {
    // Found it!
}

可以使用此答案中的代码从字符串生成编译时哈希。

如果可以修改模板以包含一个额外的整数并使用宏声明变量：

template<typename T, int ID> struct A
{
    static const int id = ID;
};
#define DECLARE_A(x) A<x, COMPILE_TIME_CRC32_STR(#x)>

使用此宏进行类型声明，id 成员包含类型名称的哈希。例如：

int main() 
{
    DECLARE_A(int) a;
    DECLARE_A(double) b;
    DECLARE_A(float) c;
    switch(a.id)
    {
    case DECLARE_A(int)::id:
        cout << "int" << endl;
        break;
    case DECLARE_A(double)::id:
        cout << "double" << endl;
        break;
    case DECLARE_A(float)::id:
        cout << "float" << endl;
        break;
    };
    return 0;
}

转换为字符串时，对类型名称文本的任何修改都会导致不同的 id。例如：

static_assert(DECLARE_A(size_t)::id != DECLARE_A(std::size_t)::id, "");

另一个缺点是由于可能发生哈希冲突。

对我来说似乎很好：

template<typename T>
class Counted
{
  public:
  static int id()
  {
    static int v;
    return (int)&v;
  }
};
#include <iostream>
int main()
{
  std::cout<<"Counted<int>::id()="<<Counted<int>::id()<<std::endl;
  std::cout<<"Counted<char>::id()="<<Counted<char>::id()<<std::endl;
}

使用静态函数的内存地址。

template<typename T>
class A  {
public:
    static void ID() {}
}; 

(&(A<int>::ID))将与(&(A<char>::ID))等不同。

使用此常量表达式计数器：

template <class T>
class A
{
public:
    static constexpr int ID() { return next(); }
};
class DUMMY { };
int main() {
    std::cout << A<char>::ID() << std::endl;
    std::cout << A<int>::ID() << std::endl;
    std::cout << A<BETA>::ID() << std::endl;
    std::cout << A<BETA>::ID() << std::endl;
    return 0;
}

产出：(海湾合作委员会，C++14(

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缺点是您需要猜测派生类数的上限，常量表达式计数器才能正常工作。

我最近遇到了这个确切的问题。我的解决方案：

计数器.hpp

class counter
{
    static int i;
    static nexti()
    {
        return i++;
    }
};

计数器.cpp：

int counter::i = 0;

模板类.hpp

#include "counter.hpp"
    template <class T>
    tclass
    {
        static const int id;
    };
    template <class T>
    int tclass<T>::id = counter::nexti();

它可以在 MSVC 和 GCC 中正常工作，但有一个例外是您无法在 switch 语句中使用它。

由于各种原因，我实际上更进一步，并定义了一个预处理器宏，该宏从给定的 name 参数创建一个新类，该参数具有派生自公共基的静态 ID(如上所述(。

这是一个主要基于模板的可能解决方案：

#include<cstddef>
#include<functional>
#include<iostream>
template<typename T>
struct wrapper {
    using type = T;
    constexpr wrapper(std::size_t N): N{N} {}
    const std::size_t N;
};
template<typename... T>
struct identifier: wrapper<T>... {
    template<std::size_t... I>
    constexpr identifier(std::index_sequence<I...>): wrapper<T>{I}... {}
    template<typename U>
    constexpr std::size_t get() const { return wrapper<U>::N; }
};
template<typename... T>
constexpr identifier<T...> ID = identifier<T...>{std::make_index_sequence<sizeof...(T)>{}};
// ---
struct A {};
struct B {};
constexpr auto id = ID<A, B>;
int main() {
    switch(id.get<B>()) {
    case id.get<A>():
        std::cout << "A" << std::endl;
        break;
    case id.get<B>():
        std::cout << "B" << std::endl;
        break;
    }
}

请注意，这需要 C++14。

要将顺序 ID 关联到类型列表，您所要做的就是将该列表提供给模板变量，如上例所示：

constexpr auto id = ID<A, B>;

从那时起，您可以通过 get 方法获取给定类型的给定 id：

id.get<A>()

仅此而已。您可以根据请求在 switch 语句中使用它，如示例代码所示。

请注意，只要将类型追加到与数字 ID 关联的类列表中，标识符在每次编译后和每次执行期间都是相同的。
如果要从列表中删除某个类型，仍可以使用假类型作为占位符，例如：

template<typename> struct noLonger { };
constexpr auto id = ID<noLonger<A>, B>;

这将确保A不再具有关联的 ID，并且提供给B的 ID 不会更改。
如果你不会绝对删除A，你可以使用类似的东西：

constexpr auto id = ID<noLonger<void>, B>;

或者别的什么。

好的.....所以这是我从这个网站上找到的黑客。 它应该有效。 您唯一需要做的就是向struct添加另一个模板参数，该参数采用计数器"元对象"。 请注意，带有 int、bool 和 char 的A都有唯一的 ID，但不能保证int会被1，bool会被2等，因为模板的启动顺序不一定是已知的。

另一个注意事项：

这不适用于Microsoft视觉C++

#include <iostream>
#include "meta_counter.hpp"
template<typename T, typename counter>
struct A
{
    static const size_t ID = counter::next();
};
int main () {
    typedef atch::meta_counter<void> counter;
    typedef A<int,counter> AInt;
    typedef A<char,counter> AChar;
    typedef A<bool,counter> ABool;
    switch (ABool::ID)
    {
        case AInt::ID:
            std::cout << "Intn";
            break;
        case ABool::ID:
            std::cout << "Booln";
            break;
        case AChar::ID:
            std::cout << "Charn";
            break;
    }
    std::cout << AInt::ID << std::endl;
    std::cout << AChar::ID << std::endl;
    std::cout << ABool::ID << std::endl;
    std::cout << AInt::ID << std::endl;
    while (1) {}
}

这是meta_counter.hpp：

// author: Filip Roséen <filip.roseen@gmail.com>
// source: http://b.atch.se/posts/constexpr-meta-container
#ifndef ATCH_META_COUNTER_HPP
#define ATCH_META_COUNTER_HPP
#include <cstddef>
namespace atch { namespace {
  template<class Tag>
  struct meta_counter {
    using size_type = std::size_t;
    template<size_type N>
    struct ident {
      friend constexpr size_type adl_lookup (ident<N>);
      static constexpr size_type value = N;
    };
    // - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 
    template<class Ident>
    struct writer {
      friend constexpr size_type adl_lookup (Ident) {
        return Ident::value;
      }
      static constexpr size_type value = Ident::value;
    };
    // - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 
    template<size_type N, int = adl_lookup (ident<N> {})>
    static constexpr size_type value_reader (int, ident<N>) {
      return N;
    }
    template<size_type N>
    static constexpr size_type value_reader (float, ident<N>, size_type R = value_reader (0, ident<N-1> ())) {
      return R;
    }
    static constexpr size_type value_reader (float, ident<0>) {
      return 0;
    }
    // - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 
    template<size_type Max = 64>
    static constexpr size_type value (size_type R = value_reader (0, ident<Max> {})) {
      return R;
    }
    template<size_type N = 1, class H = meta_counter>
    static constexpr size_type next (size_type R = writer<ident<N + H::value ()>>::value) {
      return R;
    }
  };
}}
#endif /* include guard */

使用模板，如果 constexpr，则需要 C++17

#include <iostream>
template <typename Type, typename... Types>
struct TypeRegister{
    template<typename Queried_type>
    static constexpr int id(){
        if constexpr (std::is_same_v<Type, Queried_type>) return 0;
        else{
            static_assert((sizeof...(Types) > 0), "You shan't query a type you didn't register first");
            return 1 + TypeRegister<Types...>::template id<Queried_type>();
        }
    }
};
int main(){
    using reg_map = TypeRegister<int, float, char, const int&>;
    std::cout << reg_map::id<const int&>() << std::endl;// 3
    // std::cout << reg_map::id<const int>() << std::endl;// error
}

这是不可能的。静态对象的地址是最接近唯一 id 的地址，但是为了获取此类对象的地址(甚至是静态常量积分(，必须在某处定义它们。根据一个定义规则，它们应该在 CPP 文件中定义，这无法完成，因为它们是模板。如果您在头文件中定义静态，那么每个编译单元将在不同的地址上实现自己的版本。

前我遇到了类似的问题。我一直在寻找一种技术来定义每次执行时相同的标识符。
如果这是一个要求，这里有另一个问题，或多或少地探讨了相同的问题(当然，它伴随着它的好答案(。
无论如何，我没有使用建议的解决方案。它遵循对我当时所做的事情的描述。

您可以定义如下所示的constexpr函数：

static constexpr uint32_t offset = 2166136261u;
static constexpr uint32_t prime = 16777619u;
constexpr uint32_t fnv(uint32_t partial, const char *str) {
    return str[0] == 0 ? partial : fnv((partial^str[0])*prime, str+1);
}
inline uint32_t fnv(const char *str) {
    return fnv(offset, str);
}

然后是这样的类，从中继承：

template<typename T>
struct B {
    static const uint32_t id() {
        static uint32_t val = fnv(T::identifier);
        return val;
    }
};

CRTP成语完成其余的工作。
例如，可以按如下方式定义派生类：

struct C: B<C> {
    static const char * identifier;
};
const char * C::identifier = "ID(C)";

只要为不同的类提供不同的标识符，就会有可用于区分类型的唯一数值。

标识符不需要是派生类的一部分。例如，您可以通过特征提供它们：

template<typename> struct trait;
template<> struct trait { static const char * identifier; };
// so on with all the identifiers
template<typename T>
struct B {
    static const uint32_t id() {
        static uint32_t val = fnv(trait<T>::identifier);
        return val;
    }
};

优势：

• 易于实施。
• 没有依赖关系。
• 每次执行期间的数值都相同。
• 如果需要，类可以共享相同的数字标识符。

弊：

• 容易出错：复制和粘贴很快就会成为你最大的敌人。

它遵循上述内容的最小工作示例。
我调整了代码，以便能够在switch语句中使用 ID 成员方法：

#include<type_traits>
#include<cstdint>
#include<cstddef>
static constexpr uint32_t offset = 2166136261u;
static constexpr uint32_t prime = 16777619u;
template<std::size_t I, std::size_t N>
constexpr
std::enable_if_t<(I == N), uint32_t>
fnv(uint32_t partial, const char (&)[N]) {
    return partial;
}
template<std::size_t I, std::size_t N>
constexpr
std::enable_if_t<(I < N), uint32_t>
fnv(uint32_t partial, const char (&str)[N]) {
    return fnv<I+1>((partial^str[I])*prime, str);
}
template<std::size_t N>
constexpr inline uint32_t fnv(const char (&str)[N]) {
    return fnv<0>(offset, str);
}
template<typename T>
struct A {
    static constexpr uint32_t ID() {
        return fnv(T::identifier);
    }
};
struct C: A<C> {
    static constexpr char identifier[] = "foo";
};
struct D: A<D> {
    static constexpr char identifier[] = "bar";
};
int main() {
    constexpr auto val = C::ID();
    switch(val) {
    case C::ID():
        break;
    case D::ID():
        break;
    default:
        break;
    }
}

请注意，如果要在非常量表达式中使用ID，则必须在某处定义identifier s，如下所示：

constexpr char C::identifier[];
constexpr char D::identifier[];

一旦你这样做了，你可以做这样的事情：

int main() {
    constexpr auto val = C::ID();
    // Now, it is well-formed
    auto ident = C::ID();
    // ...
}

这是一个C++代码，它使用 __DATE__ 和 __TIME__ 宏来获取类型的唯一标识符<T>

格式：

// __DATE__ "??? ?? ????"
// __TIME__ "??:??:??"

这是一个质量差的哈希函数：

#define HASH_A 8416451
#define HASH_B 11368711
#define HASH_SEED 9796691    
+ __DATE__[0x0] * 389        
+ __DATE__[0x1] * 82421      
+ __DATE__[0x2] * 1003141    
+ __DATE__[0x4] * 1463339    
+ __DATE__[0x5] * 2883371    
+ __DATE__[0x7] * 4708387    
+ __DATE__[0x8] * 4709213    
+ __DATE__[0x9] * 6500209    
+ __DATE__[0xA] * 6500231    
+ __TIME__[0x0] * 7071997    
+ __TIME__[0x1] * 10221293   
+ __TIME__[0x3] * 10716197   
+ __TIME__[0x4] * 10913537   
+ __TIME__[0x6] * 14346811   
+ __TIME__[0x7] * 15485863
unsigned HASH_STATE = HASH_SEED;
unsigned HASH() {
    return HASH_STATE = HASH_STATE * HASH_A % HASH_B;
}

使用哈希函数：

template <typename T>
class A
{
public:
    static const unsigned int ID;
};
template <>
const unsigned int A<float>::ID = HASH();
template <>
const unsigned int A<double>::ID = HASH();
template <>
const unsigned int A<int>::ID = HASH();
template <>
const unsigned int A<short>::ID = HASH();
#include <iostream>
int main() {
    std::cout << A<float>::ID << std::endl;
    std::cout << A<double>::ID << std::endl;
    std::cout << A<int>::ID << std::endl;
    std::cout << A<short>::ID << std::endl;
}

如果非单调值和intptr_t是可以接受的：

template<typename T>
struct TypeID
{
private:
    static char id_ref;
public:
    static const intptr_t ID;
};
template<typename T>
  char TypeID<T>::id_ref;
template<typename T>
  const intptr_t TypeID<T>::ID = (intptr_t)&TypeID<T>::id_ref;

整数，或者必须有单调递增的值，我认为使用静态构造函数是唯一的方法：

// put this in a namespace
extern int counter;
template<typename T>
class Counter {
private:
  Counter() {
    ID_val = counter++;
  }
  static Counter init;
  static int ID_val;
public:
  static const int &ID;
};
template<typename T>
  Counter<T> Counter<T>::init;
template<typename T>
  int Counter<T>::ID_val;
template<typename T>
  const int &Counter<T>::ID = Counter<T>::ID_val;
// in a non-header file somewhere
int counter;

请注意，如果在共享库和应用程序之间共享这些技术，则这两种技术都不安全！

>另一种选择是考虑以下具有唯一静态成员字段type的类Data：

template <class T>
class Data
{
public:
    static const std::type_index type;
};
// do [static data member initialization](http://stackoverflow.com/q/11300652/3041008)
// by [generating unique type id](http://stackoverflow.com/q/26794944/3041008)
template <class T>
std::type_index const Data<T>::type = std::type_index(typeid(T));

产生输出 ( MinGWx64-gcc4.8.4 -std=c++11 -O2 (

printf("%s %sn", Data<int>::type.name(), Data<float>::type.name())
//prints "i f"

它不完全是一个整数 id 或漂亮的可打印字符串，也不是一个constexpr，但可以用作(无(有序关联容器中的索引。
如果Data.h标头包含在多个文件中(相同的hashCode()值(，它似乎也可以工作。

实用的解决方案，如果您愿意为要使用的每个type编写一个额外的行DECLARE_ID(type)：

 #include <iostream>
 template<class> struct my_id_helper;
 #define DECLARE_ID(C) template<> struct my_id_helper<C> { enum {value = __COUNTER__ }; }
 // actually declare ids:
 DECLARE_ID(int);
 DECLARE_ID(double);
 // this would result in a compile error: redefinition of struct my_id_helper<int>’
 // DECLARE_ID(int);
 template<class T>
 class A
 {
 public:
     static const unsigned int ID = my_id_helper<T>::value;
 };
 int main()
 {
     switch(A<int>::ID)
     {
     case A<int>::ID:    std::cout << "it's an int!n"; break;
     case A<double>::ID: std::cout << "it's a double!n"; break;
     // case A<float>::ID: // error: incomplete type ‘my_id_helper<float>’
     default: std::cout << "it's something elsen"; break;
     }
 }

template<typename T>
static void get_type_id() { void* x; new (x) T(); }
using type_id_t = void(*)();

通过优化工作正常