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c++ - 枚举的编译时查找表

coder 2024-02-13 原文

我有一个枚举列表，定义如下:

enum PinEnum {
    kPinInvalid,
    kPinA0,
    kPinA1,
    kPinB0,
    kPinB1,
    kPinC0,
    kPinC1,
}

这些枚举中的每一个都需要与另外两个值相关联，即端口和引脚号。目前，我正在通过运行时函数访问它们:

GPIO_TypeDef * PinGetPort(const PinEnum pin) {
    switch (pin) {
        case kPinA0:
        case kPinA1:
            return GPIOA;
        case kPinB0:
        case kPinB1:
            return GPIOB;
        case kPinC0:
        case kPinC1:
            return GPIOC;
        default:
            return NULL;
    }
}

uint16_t PinGetPin(const PinEnum pin) {
    switch (pin) {
        case kPinA0:
        case kPinB0:
        case kPinC0:
            return GPIO_Pin_0;
        case kPinA1:
        case kPinB1:
        case kPinC1:
            return GPIO_Pin_1;
        default:
            return 0;
    }
}

特别是，我这样做是因为我不希望大型查找表在运行时占用 RAM(代码大小不是问题)。

有没有办法使用编译时查找表、constexpr 函数或模板构造来执行此操作，以便语句 PinGetPin(kPinA0)和 PinGetPort(kPinA0) 都优化为单个值，而不必经过冗长的函数调用和 case 语句？这些函数的参数将始终是 const PinEnum 类型，其值在编译时已知。

例如，典型的使用场景如下:

const PinEnum kPinStatus = kPinB0;

int main(int argc, char ** argv) {
    ...
    PinGetPort(kPinStatus)->BSRRH = PinGetPin(kPinStatus);
    // GPIOB->BSRRH = GPIO_Pin_0; <-- should optimize to this during compilation
    ...
}

C++11 答案很好。

虽然对于编译时查找表还有其他答案，但我没有看到直接适用于这种情况的答案。它们要么需要字符串递归，要么实际计算并存储一个查找表(如果没有其他方法，这可能最终会出现)。

最佳答案

使用以枚举为参数的模板结构，template specialization , 和 std::integral_constant .

#include <type_traits>

enum class pin { pin0, pin1 };

template<pin> struct lookup_port;    
template<pin> struct lookup_num;

template<> struct lookup_port<pin::pin0> 
  : std::integral_constant<int, 0> { };

template<> struct lookup_num<pin::pin0> 
  : std::integral_constant<int, 520> { };

template<> struct lookup_port<pin::pin1> 
  : std::integral_constant<int, 22> { };

template<> struct lookup_num<pin::pin1> 
  : std::integral_constant<int, 5440> { };

int main()
{
    static_assert(lookup_port<pin::pin0>::value == 0, "");
    static_assert(lookup_port<pin::pin1>::value == 22, "");

    static_assert(lookup_num<pin::pin0>::value == 520, "");
    static_assert(lookup_num<pin::pin1>::value == 5440, "");
}

在 C++14 中，您的 switch 函数可以是 constexpr，感谢 relaxed constexpr restrictions .

关于c++ - 枚举的编译时查找表，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/33374241/

amp43codepincasec++c++11

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