Я приведу псевдокод, который отразит смысл задачи.
list Person1;
Person1.add_record( Name: "Paul" );
Person1.add_record( Age: 45 );
Список Person1 из этого примера можно реализовать с помощью структуры с полями Name и Age. Но в следующем определении мы, возможно, захотим изменить поля списка и нам понадобится новая структура. Как обойтись без явного определения структур-контейнеров и использовать одно обобщенное определение? Слово обобщенный (generic) содержит ответ — нужно привлечь к решению этой задачи шаблоны C++.
Нам нужны линейные комбинации полей списков. Публичное наследование в C++ — отличный инструмент для создания линейных комбинаций! Я приведу код, добавляющий новую запись в список, а затем объясню его смысл. Имя файла — generator.hh. Здесь и далее стражи включения пропущены ради лаконичности.
#define DECLARE_RECORD( Name, Type, Value ) \
template < typename Parent > \
struct Rec##Name : public Parent \
{ \
Rec##Name() : Name( Value ) {} \
Type Name; \
}; \
template <> \
struct Rec##Name< Generator::End > \
{ \
Rec##Name() : Name( Value ) {} \
Type Name; \
};
namespace Generator
{
typedef int End;
}
Макрос DECLARE_RECORD объявляет шаблоны структур с именем Rec##Name, которые содержат одну единственную запись, соответствующую одной из записей в формируемом списке: он реализует функцию add_record() из приведенного выше псевдокода. Структура может наследовать типу Parent — такой же структуре с другой единственной записью, либо замыкаться с помощью объявления Generator::End. Тип этого объявления может быть достаточно произвольным, я выбрал int.
Формирование списка должно представлять собой создание списка типов из типов, объявленных с помощью DECLARE_RECORD. Давайте создадим простую базу персональных данных: файл persons.hh.
#include "generator.hh"
#define DECLARE_PERSON( Name, Id ) \
Persons::Id::RecName< Persons::Id::RecAge< Generator::End > > Name;
namespace Persons
{
namespace Person1
{
DECLARE_RECORD( Name, const char *, "Paul" )
DECLARE_RECORD( Age, size_t, 45 )
}
namespace Person2
{
DECLARE_RECORD( Name, const char *, "Helen" )
DECLARE_RECORD( Age, size_t, 38 )
}
}
Макрос DECLARE_PERSON — это и есть механизм для формирования списка с записями имени (Name) и возраста (Age) персоналий. Список формируется нанизыванием имен структур, объявленных макросами DECLARE_RECORD ниже и заканчивается объявлением Generator::End. Для различения персоналий используются пространства имен Person1 и Person2. Заметьте, что здесь нет ни объектов времени исполнения, ни объектов времени компиляции: объявления DECLARE_RECORD разворачивают объявления шаблонов на стадии препроцессорной обработки, инстанцирование же этих шаблонов будет происходить во время применения макроса DECLARE_PERSON. Давайте напишем простой тест (файл test.cc).
#include <iostream>
#include "persons.hh"
int main( void )
{
DECLARE_PERSON( rec1, Person1 )
std::cout << "1. Name: " << rec1.Name << ", Age: " << rec1.Age << std::endl;
DECLARE_PERSON( rec2, Person2 )
std::cout << "2. Name: " << rec2.Name << ", Age: " << rec2.Age << std::endl;
}
После компиляции запустим программу на исполнение.
g++ -o test test.cc
./test
1. Name: Paul, Age: 45
2. Name: Helen, Age: 38
Работает. А теперь создадим базу данных книг в файле books.hh. В каждой записи будет три поля: название (Name), автор (Author) и год выпуска (Year).
#include "generator.hh"
#define DECLARE_BOOK( Name, Id ) \
Books::Id::RecName< Books::Id::RecAuthor< \
Books::Id::RecYear< Generator::End > > > Name;
namespace Books
{
namespace Book1
{
DECLARE_RECORD( Name, const char *, "War and Peace" )
DECLARE_RECORD( Author, const char *, "Lev Tolstoy" )
DECLARE_RECORD( Year, int, 1873 )
}
}
Макрос DECLARE_BOOK выполняет ту же роль, что и DECLARE_PERSON при создании списка персональных данных, то есть создает список данных одной книги путем нанизывания типов, объявленных ниже с помощью макросов DECLARE_RECORD, в список типов, замыкаемый объявлением Generator::End. Добавим нашу новую книгу в тестовую программу. Для этого в файле test.cc нужно включить файл books.hh
#include "books.hh"
и в конце функции main() поместить строки
DECLARE_BOOK( rec3, Book1 )
std::cout << "3. Name: " << rec3.Name << ", Author: " << rec3.Author <<
", Year: " << rec3.Year << std::endl;
Компилируем и запускаем на исполнение.
g++ -o test test.cc
./test
1. Name: Paul, Age: 45
2. Name: Helen, Age: 38
3. Name: War and Peace, Author: Lev Tolstoy, Year: 1873
