Beyond struct: Programming a Struct Replacement in C++20

• 语言: 英语
• 格式: .pdf
• 来源: github.com/CppCon

摘要

文档探讨了在C++20中使用meta_struct作为传统结构体的替代方案。通过模板元编程，meta_struct实现了更灵活的数据结构定义和操作。文档展示了如何通过模板实现类似Duck Typing的功能，以及如何利用C++20的新特性提升类型安全性和代码灵活性。同时，文档还提供了可能的API设计示例，并展示了meta_struct在实际中的应用场景。

AI总结

《Beyond struct: Programming a Struct Replacement in C++20》

这篇文章由John R. Bandela撰写，探讨了在C++20中使用元编程替代传统`struct`的方法。作者提出了一种更灵活的数据结构替代方案，具有以下核心观点和关键信息：

### 1. **传统`struct`的局限性**
- 传统`struct`在某些场景下缺乏灵活性，尤其是在需要动态处理成员或实现“鸭子类型”（duck typing）时。

### 2. **元结构（meta-struct）的实现**
- 使用C++20的功能，可以通过元编程实现一种更灵活的数据结构替代方案。
- 示例代码中，作者定义了一个`meta_struct`，其成员通过模板参数指定，例如：

     Person = meta_struct<
       member<"id", int>,
       member<"name", std::string>
     >;

- 对象的构造和成员访问通过专用语法实现，例如：

     Person p{arg<"id"> = 1, arg<"name"> = "John"};
     std::cout << get<"id">(p) << " " << get<"name"](p) << "\n";

### 3. **鸭子类型（Duck Typing）的实现**
- 通过模板，函数可以仅依赖成员的名称和类型，而不关心具体的`struct`类型。
- 例如，`display_person`函数可以处理任何具有`id`、`name`和`score`成员的类型：

     template 
     void display_person(const P& p) {
       std::cout << "The person has an id of " << p.id << " and name " << p.name << " and scored " << p.score << "\n";
     }

### 4. **案例与数据访问**
- 通过元结构，可以灵活地处理数据成员，例如使用`std::span`获取多个成员值：

     std::span scores = get<"score">(v);
     assert(*std::max_element(scores.begin(), scores.end()) == 12);

### 5. **项目资源**
- 作者提供了GitHub仓库地址（https://github.com/google/cpp-from-the-sky-down），供进一步探索。

### 总结
- 本文提出了一种基于C++20的元编程方法，通过`meta_struct`和模板实现更灵活的数据结构，解决传统`struct`的局限性，并支持鸭子类型。这种方法在构造、成员访问和数据处理方面展现了广阔的应用前景。