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Estoy haciendo grandes esfuerzos por traducir las macros de mis proyectos a expresiones constantes que puedan ser usadas con if constexpr. De momento he conseguido resultados casi satisfactorios haciendo algunos trucos con macros, empiezo definiendo unas macros para transformar valores a texto:

#define STRINGIFY(X) #X
#define TO_STRING(X) STRINGIFY(X)

Estas macros se comportan de manera sorprendente al pasar definiciones existentes o inexistentes, por ejemplo el siguiente código:

std::cout << TO_STRING(_DEBUG) << '\n';

Muestra _DEBUG si la macro homónima NO está definida, mientras que si está definida muestra el valor de la macro. El tipo del valor resultante será siempre un literal de texto (debido al operador # de la macro STRINGIFY). Uso este truco para crear el siguiente enumerado:

template <int SIZE>
constexpr bool b(const char (&definition)[SIZE])
{
    return definition[0] != '_';
}

enum operating_system : bool
{
    iOS     = b(TO_STRING(__APPLE__)),
    Windows = b(TO_STRING(__MINGW32__)),
    Linux   = b(TO_STRING(__linux__)),
};

Con este truco, las macros que estén definidas tendrán valor verdadero mientras que las que no estén definidas el valor contrario, por ello puedo escribir el siguiente código con if constexpr en lugar de con #ifdef:

int main()
{
    if constexpr (operating_system::Windows)
    {
        // Cosas especificas de Windows
    }
    else if constexpr (operating_system::iOS)
    {
        // Cosas especificas de iOS
    }

    // Cosas independientes de sistema operativo.

    return 0;
}

No me gusta el tener que delegar en una función auxiliar para traducir los valores (la función b), pero es un mal menor. El mayor problema de este sistema es que sólo es capaz de detectar la presencia de macros que empiecen por guion bajo (_), da falsos positivos para macros cuyo valor sea algo que empiece con guion bajo (_) y el valor de la macro se pierde por completo ya que no existe una función calculable en tiempo de compilación que pase texto a numero (ninguno de mis intentos ha tenido éxito).

Por ello las siguientes macros (evidentemente) no actúan como es de esperar:

#define _DEBUG 0
#define DRIVERS _09072007

template <int SIZE>
constexpr int i(const char (&definition)[SIZE])
{
    return definition[0] != '_'; // que poner aqui?...
}

enum stuff : int
{
    cpp_version     = i(TO_STRING(__cplusplus)),
    debug_enabled   = i(TO_STRING(_DEBUG)),
    drivers_version = i(TO_STRING(DRIVERS)),
};

int main()
{
    std::cout << "C++ version: "     << stuff::cpp_version << '\n'
              << "Modo debug: "      << stuff::debug_enabled << '\n'
              << "Drivers version: " << stuff::drivers_version << '\n';

    return 0;
}

El código anterior muestra:

C++ version: 1
Modo debug: 1
Divers verson: 0

Cuando lo ideal sería haber mostrado:

C++ version: 201500
Modo debug: 0
Divers verson: _09072007

Dado que __cplusplus tiene un valor numérico que no empieza con guion bajo (_), obtiene el valor 1. A la macro _DEBUG le pasa lo mismo: tiene valor 0, que sería como considerar que no estamos en modo debug pero obtiene el valor 1. Sucede al contrario con la macro DRIVERS, que al empezar con guion bajo obtiene el valor 0.

Pregunta.

¿Existe alguna manera de conseguir la salida deseada? Sería necesario como mínimo una constexpr que pase literales de texto a número.

¿Qué he intentado?.

He intentado una función recursiva, pero indexar un literal de texto no es una expresión constante (incluso con índices conocidos en tiempo de compilación) .

constexpr int power10(int n)
{
    if (n == 0)
        return 1;

    return 10 * power10(n - 1);
}

template <int SIZE>
constexpr int v(const char (&definition)[SIZE], int INDEX)
{
    // error: 'definition' no es una expresion constante
    constexpr char c = definition[INDEX];


    if (INDEX >= 0)
    {
        if constexpr (c >= '0' && c <= '9')
        {
            return v(definition, INDEX - 1) + (power10(SIZE - INDEX - 2) * (c - '0'));
        }
        else
        {
            return 0 + v(definition, INDEX - 1);
        }
    }

    return 0;
}

template <int SIZE>
constexpr int f(const char (&definition)[SIZE])
{
    return v(definition, SIZE - 2);
}

enum operating_system : bool
{
    // error: valor de el enumerador para 'iOS' no es una constante integral
    iOS     = f(TO_STRING(__APPLE__)),
    // error: valor de el enumerador para 'Windows' no es una constante integral
    Windows = f(TO_STRING(__MINGW32__)),
    // error: valor de el enumerador para 'Linux' no es una constante integral
    Linux   = f(TO_STRING(__linux__)),
};
1
  • La etiqueta "macros" es ambigua, por un lado aquí aún no tiene wiki, por otro aún en SO en inglés me parece que no hay un concenso.
    – Rubén
    el 1 mar. 2017 a las 22:22

1 respuesta 1

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TO_STRING(X) únicamente devolverá el nombre X si el valor no está definido:

std::cout << TO_STRING(__cplusplus) << " " << STRINGIFY(__cplusplus) << '\n'
          << TO_STRING(NO_EXISTO) << " " << STRINGIFY(NO_EXISTO) << '\n';

Salida:

201500L __cplusplus
NO_EXISTO NO_EXISTO

Una primera aproximación que se me ocurre para solucionar parte del problema está en verificar si el nombre tiene un valor asociado:

template <int SIZE1, int SIZE2 >
constexpr int i(const char (&definition)[SIZE1],const char (&check)[SIZE2])
{
    return std::strcmp(definition,check) != 0;
}

Aunque sinceramente, para estos casos prefiero hacer uso de auto:

constexpr int i(auto definition, auto check)
{
    return std::strcmp(definition,check) != 0;
}

Con esto ya somos capaces de detectar si el nombre ha sido definido o no:

#include <iostream>
#include <cstring>

//#define _DEBUG 0
#define DRIVERS 09072007

#define STRINGIFY(X) #X
#define TO_STRING(X) STRINGIFY(X)
#define PARSE(X) TO_STRING(X),#X

constexpr bool i(auto definition, auto check)
{
    return std::strcmp(definition,check) != 0;
}

enum stuff : bool
{
  cpp_version     = i(PARSE(__cplusplus)),
  debug_enabled   = i(PARSE(DEBUG)),
  drivers_version = i(PARSE(DRIVERS)),
};

int main()
{
    std::cout << "C++ version: "     << stuff::cpp_version << '\n'
              << "Modo debug: "      << stuff::debug_enabled << '\n'
              << "Drivers version: " << stuff::drivers_version << '\n';

    return 0;
}

Salida:

C++ version: 1
Modo debug: 0
Drivers version: 1

El tema de almacenar el valor es algo más complejo, ya que con constexpr no se puede utilizar el tipo std::string ya que el mismo hace uso de memoria dinámica... le daré una vuelta a este punto para ver si se me ocurre una forma de extraer el valor asociado al nombre.

Este sistema fallará si el nombre y el valor son iguales:

#define NO_FUNCIONA NO_FUNCIONA

Pero las posibilidades de que esto pase creo que son ridículas.

EDITO:

Después de las conversaciones por el chat y de algunas pruebas adicionales he encontrado una posible solución.

Para cada nombre existe una pareja de valores:

  • un booleano que indica si el nombre en cuestión está definido o no
  • el valor del elemento (a tener en cuenta únicamente si el nombre está definido)

Tu solución más reciente una vez aplicados mis cambios:

#include <iostream>

constexpr int power10(int power)
{
    if (power == 0)
        return 1;

    return 10 * power10(power - 1);
}

template<int SIZE_A, int SIZE_B>
constexpr bool same_literals(const char (&a)[SIZE_A], const char (&b)[SIZE_B])
{
    bool result = false;

    if constexpr( SIZE_A == SIZE_B )
    {
        result = true;
        for (std::int32_t index = 0; result && (index < SIZE_A); ++index)
        {
            result = (a[index] == b[index]);
        }
    }

    return result;
}

template <int SIZE_A, int SIZE_B>
constexpr std::int32_t integral_value_or_zero(const char (&a)[SIZE_A], const char (&b)[SIZE_B])
{
    std::int32_t result = 0;

    if ( !same_literals(a, b) )
    {
        for (std::int32_t index = 0; index < SIZE_B; ++index)
        {
            if (b[index] >= '0' && b[index] <= '9')
            {
                result += power10(SIZE_B - index - 2) * (b[index] - '0');
            }
        }
    }

    return result;
}

template <int SIZE_A, int SIZE_B>
constexpr bool bool_value_or_false(const char (&a)[SIZE_A], const char (&b)[SIZE_B])
{
    return integral_value_or_zero(a,b) != 0;
}

template <int SIZE_A, int SIZE_B>
constexpr const char *string_or_empty(const char (&a)[SIZE_A], const char (&b)[SIZE_B])
{
    if (same_literals(a, b))
        return "";

    return b;
}

enum class Tipos
{
  Entero,
  Cadena,
};

template<int SIZE_A, int SIZE_B, Tipos>
struct TiposTraits;


template<int SIZE_A, int SIZE_B>
struct TiposTraits<SIZE_A, SIZE_B, Tipos::Entero>
{
  static auto Func(const char (&a)[SIZE_A], const char (&b)[SIZE_B])
  { return integral_value_or_zero(a,b); }
};


template<int SIZE_A, int SIZE_B>
struct TiposTraits<SIZE_A, SIZE_B, Tipos::Cadena>
{
  static auto Func(const char (&a)[SIZE_A], const char (&b)[SIZE_B])
  { return string_or_empty(a,b); }
};


#define STRINGIFY(X) #X

#define INTEGRAL_VALUE_OR_ZERO(X) integral_value_or_zero(#X, STRINGIFY(X))
#define BOOL_VALUE_OR_FALSE(X) bool_value_or_false(#X, STRINGIFY(X))
#define STRING_OR_EMPTY(X) string_or_empty(#X, STRINGIFY(X))

#define NEW_PAIR(X,T) \
  std::make_pair(!same_literals(#X,STRINGIFY(X)),\
                 TiposTraits<sizeof(#X),sizeof(STRINGIFY(X)),T>::Func(#X,STRINGIFY(X)))

#define _DEBUG FALSE
#define DRIVERS _09072007

enum stuff : int
{
    cpp_version     = INTEGRAL_VALUE_OR_ZERO(__cplusplus),
    debug_enabled   = INTEGRAL_VALUE_OR_ZERO(_DEBUG),
    drivers_version = INTEGRAL_VALUE_OR_ZERO(DRIVERS),
    test = INTEGRAL_VALUE_OR_ZERO(test),
};

namespace properties
{
  const std::string cpp_version = STRING_OR_EMPTY(__cplusplus);
  const std::string debug_enabled = STRING_OR_EMPTY(_DEBUG);
  const std::string drivers_version = STRING_OR_EMPTY(DRIVERS);
  const std::string test = STRING_OR_EMPTY(test);

  auto const Cpp_version    = NEW_PAIR(__cplusplus,Tipos::Cadena);
  auto const Driver_version = NEW_PAIR(DRIVERS,Tipos::Entero);
  auto const dummy          = NEW_PAIR(dummy,Tipos::Cadena);

}

int main()
{
    std::cout << "Cpp_version has value:    " << std::get<0>(properties::Cpp_version) << '\n'
              << "Cpp_version value:        " << std::get<1>(properties::Cpp_version) << '\n'
              << "Driver_version has value: " << std::get<0>(properties::Driver_version) << '\n'
              << "Driver_version value:     " << std::get<1>(properties::Driver_version) << '\n'
              << "dummy has value:          " << std::get<0>(properties::dummy) << '\n'
              << "dummy value:              " << std::get<1>(properties::dummy) << '\n';

    return 0;
}

La salida que genera el programa ahora será la siguiente:

Cpp_version has value:    1
Cpp_version value:        201406L
Driver_version has value: 1
Driver_version value:     9072007
dummy has value:          0
dummy value:              

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