Создание и доступ к списку типов во время компиляции

Question

Я пытаюсь добиться следующего с помощью метапрограммирования шаблонов C++. Я хочу создать список типов, а затем собрать их вместе и выполнить дальнейшую обработку во время компиляции в этом списке. Так, например:

foo.h:

class Foo { ... };
// INSERT ANY CODE HERE

bar.h:

class Bar { ... };
// INSERT ANY CODE HERE

main.h:

#include "foo.h"
#include "bar.h"

struct list_of_types {
  typedef /* INSERT ANY CODE HERE */ type;
};

Я могу вставить любой код в указанные выше слоты, если list_of_types:: type разрешается в некотором представлении (например, boost:: mpl:: vector) списка, содержащего типы Foo и Bar. Применяются следующие ограничения:

1. Код в foo.h не должен знать о коде в bar.h, и наоборот. Должна быть возможность изменить порядок директив #include в main.h и не изменять какой-либо другой код.

2. Код в main.h не должен изменяться, если я включаю дополнительные заголовки, которые добавляют дополнительные типы в список.

3. Список типов должен быть доступен во время компиляции. Я планирую сделать дальнейшее метапрограммирование с использованием списка.

Answer 1

Решение, использующее общий заголовок, шаблоны переменных и макрос:

// Header common.h

// A distinct Void type
struct Void {};

template <typename ...> struct concat;

template <template <typename ...> class List, typename T>
struct concat<List<Void>, T>
{
    typedef List<T> type;
};

template <template <typename ...> class List, typename ...Types, typename T>
struct concat<List<Types...>, T>
{
    typedef List<Types..., T> type;
};

template <typename...> struct TypeList {};

template <>
struct TypeList<Void> {};
typedef TypeList<Void> TypelistVoid;
#define TYPE_LIST TypelistVoid

// Header foo.h
#include <common.h>

class Foo { };

typedef typename concat<TYPE_LIST, Foo>::type TypeListFoo;
#undef TYPE_LIST
#define TYPE_LIST TypeListFoo

// Header bar.h
#include <common.h>

class Bar { };

typedef typename concat<TYPE_LIST, Bar>::type TypeListBar;
#undef TYPE_LIST
#define TYPE_LIST TypeListBar

// Header main.h 
#include "foo.h"
#include "bar.h"

struct list_of_types {
    typedef TYPE_LIST type;
};
// Or just typedef TYPE_LIST list_of_types;

// Test
#include <iostream>
#include <typeinfo>

template <template <typename ...> class List, typename T, typename ...Types>
void info();

template <typename T, typename ...Types>
inline void info(TypeList<T, Types...>) {
    std::cout << typeid(T).name() << std::endl;
    info(TypeList<Types...>());
}

template <typename T>
inline void info(TypeList<T>) {
    std::cout << typeid(T).name() << std::endl;
}

int main() {
    info(list_of_types::type());
    return 0;
}

Answer 2

template <typename ... Types>
void info(TypeList<Types...>) {

  std::initializer_list<std::string> ls { typeid(Types).name() ... };

  for (auto& name : ls)
    std::cout << name << std::endl;
}

int main() {
  info(TYPE_LIST());
  return 0;
}