CTTI：编译时类型信息，提升C++编程体验

CTTI：编译时类型信息，提升C++编程体验

ctti Compile Time Type Information for C++ 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ct/ctti

项目介绍

CTTI 是一个为 C++ 编程语言提供的编译时类型信息库。我们知道，C++ 是一种静态类型的编译语言，但令人遗憾的是，在编译时我们无法获得 C++ 类型的名称，必须使用运行时类型信息（RTTI），这会带来很多额外的开销。CTTI 旨在提供类似 RTTI std::type_info 的功能，但全部在编译时完成，目前支持 constexpr 类型名称和一个 constexpr 替换 std::type_index 用于索引类型映射。

项目技术分析

CTTI 的核心是利用 C++ 的模板元编程和编译时的字符串操作来提供类型信息。以下是几个关键的技术点：

• constexpr 关键字：CTTI 利用 constexpr 功能，使得类型信息处理可以在编译时完成，而不需要运行时开销。
• __PRETTY_FUNCTION__ 机制：CTTI 通过分析编译器生成的 PRETTY_FUNCTION 字符串来获取类型名称。
• 模板元编程：CTTI 使用模板元编程技术来处理类型信息，如 type_id 和 unnamed_type_id，以及相关的类型名称处理。

项目及技术应用场景

CTTI 的设计适用于多种场景，尤其是在需要避免运行时类型信息开销的情况下，以下是一些典型的应用场景：

1. 性能敏感的应用：如视频游戏开发，编译时类型信息可以避免运行时类型检查的开销。
2. 类型安全的代码生成：在需要根据类型生成代码的场合，如工厂模式中的对象创建。
3. 泛型编程：在编写泛型库或框架时，CTTI 可以为类型提供更丰富的信息。

项目特点

以下是 CTTI 项目的几个主要特点：

类型名称和值信息

• ctti::nameof<T>()：返回 T 的完全限定 constexpr demangled 类型名称。
• ctti::nameof<T, T Value>()：返回给定值 Value 的 constexpr demangled 字符串。
• CTTI_STATIC_VALUE(Value)：宏，用于从给定值实例化 ctti::static_value。

类型标识

• ctti::type_id<T>()：返回一个类似 std::type_info 的 constexpr 类型标识符。
• ctti::unnamed_type_id<T>()：轻量级的类型标识符，只存储类型的哈希值。

名称定制

CTTI 允许通过两种方式覆盖返回的静态值或类型名称：

• 侵入式覆盖：用户定义的类作为其静态公共 API 的一部分定义 ctti_nameof() 函数。
• 非侵入式覆盖：在类型/值的命名空间中定义一个 ctti_nameof(type/value tag) 定制点。

字符串操作

• ctti::detail::cstring：一个 constexpr 字符串视图实现，支持切片、下标、哈希、字符串填充、比较操作符等。

符号式内省

CTTI 通过用户定义的抽象“符号”实现对象内省：

CTTI_DEFINE_SYMBOL(i);

struct my_struct
{
    int i;
};

static_assert(i::is_member_of<my_struct>(), "my_struct 是否有名为 'i' 的成员？");

以下是 CTTI 的更多功能：

• ctti::name_t：包含用于提取名称信息的方法，如完全限定名称、名称、修饰符等。
• 符号操作：通过定义符号，可以对对象进行泛型操作，如成员绑定、映射等。
• 条件特性：CTTI 提供了一些基于编译器特性的条件特性，如变量模板和枚举感知特性。

CTTI 是一个强大的工具，它为 C++ 开发者提供了一个全新的方式来在编译时处理类型信息，有助于提高程序的效率和类型安全性。通过其丰富的特性和应用场景，CTTI 无疑是值得关注的开源项目之一。

ctti Compile Time Type Information for C++ 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ct/ctti