如何在clang库中执行模板替换？

Question

具体来说,我们有一个像这样的C++源文件:

template <int n>
struct N {};

struct B {
    template <typename M>
    using A = typename std::conditional<std::is_same<M, N<4>>::value,
                                        int*, void*>::type;
};

template <typename T, T value>
struct F : B {};

template <>
struct F<decltype(&fopen), &fopen> : B {
    template <typename M>
    using A = double*;
};

template <>
struct F<decltype(&fclose), &fclose> : B {
    template <typename M>
    using A = typename std::conditional<std::is_same<M, N<16>>::value,
                                        void*, char**>::type;
};

// More specialization of 'F' follows.

这是很容易找到ClassTemplateDecl第N和F,以及QualType和FunctionDecl函数指针&fopen,&fclose等等.但问题是,如何替换这些参数为N,F和F ::一个无需修改源代码.

问题是:

• 我如何评估F<decltype(&fprintf), &fprintf>::A<N<4>>并知道它是一个int*？
• 我如何评估F<decltype(&fopen), &fopen>::A<N<7>>并知道它是一个double*？
• 等等...

Answer 1

我有一个部分解决方案,唯一需要注意的是,我无法std::is_same<N<4>, N<4>>::value回归true.好吧,我可以忍受这一点,因为我可以直接定义一个constexpr对值进行操作的方法.但我希望有人可以为此提供正确的答案.

我已将完整的解决方案和修改后的输入放到https://gist.github.com/4178490.

我发现要将参数替换为类模板并实例化它,可以:

1. 使用参数将ClassTemplateDecl转换为ClassTemplateSpecializationDecl,和
2. 使用Sema :: InstantiateClass方法实例化特化.

方法Sema :: RequireCompleteType间接调用InstantiateClass,并且需要较少的输入,因此我调用此方法.因此,我们会写:

/**
 * Instantiate a class template.
 */
ClassTemplateSpecializationDecl* instantiate(ASTContext& ast, Sema& sema, 
                                             DeclContext* parent,
                                             ClassTemplateDecl* decl, 
                                             ArrayRef<TemplateArgument> args) {
   void* ins_point;
   auto retval = decl->findSpecialization(args.data(), args.size(), ins_point);
   if (retval == nullptr) {
       retval = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(ast, TTK_Class, parent, 
                                                        {}, {}, decl,
                                                        args.data(), args.size(),
                                                        nullptr);
       decl->AddSpecialization(retval, ins_point);
   }
   bool is_incomplete = sema.RequireCompleteType({}, ast.getTypeDeclType(retval),
                                                 diag::err_incomplete_type);
   return is_incomplete ? nullptr : retval;
}

此方法仅适用于ClassTemplateDecl.在这个问题中我们还有一个TypeAliasTemplateDecl.为此,我将直接调用TemplateDeclInstantiator,因为这是唯一知道TypeAliasTemplateDecl的对象.也许这个方法也适用于ClassTemplateDecl,但我不能确定,因为似乎没有足够的工作单独使用TemplateDeclInstantiator.

/**
 * Instantiate a template alias (`template <...> using Foo = ...`).
 */
TypeAliasDecl* instantiate(ASTContext& ast, Sema& sema, DeclContext* parent,
                           TypeAliasTemplateDecl* decl,
                           ArrayRef<TemplateArgument> args) {
    auto args_count = static_cast<unsigned>(args.size());
    TemplateArgumentList arg_list {TemplateArgumentList::OnStack,
                                   args.data(), args_count};
    MultiLevelTemplateArgumentList multi_arg_list {arg_list};
    TemplateDeclInstantiator instantiator {sema, parent, multi_arg_list};
    auto instantiated = instantiator.Visit(decl);
    if (auto inst_decl = dyn_cast<TypeAliasTemplateDecl>(instantiated)) {
        return inst_decl->getTemplatedDecl();
    }
    return nullptr;
}

(我跳过了FunctionTemplateDecl,这超出了我的问题的范围.)