问题

我正做的一个项目需要在Erlang 节点和C++ 节点之间传输大量的事件，在C++这一侧，使用struct储存这些消息。

自然的，我需要很多struct，例如:

struct msg_greeting{    std::string sender;    std::string content;    int         content_length;    std::string content_type;};struct msg_bye{    std::string sender;};

在Erlang这一侧，使用tuple储存，由于Erlang是动态类型的，所以不需要定义，这里只是说明：

{greeting, Sender ::string(), Content ::string(), ContentLength ::int(), ContentType ::atom() }{bye, Sender ::string() }

消息的传输可以使用tinch_pp (

如果你第一次使用tinch_pp，下面这一段是一个简单的接收和匹配的过程，即使不了解tinch_pp也可以看懂：

void connect::msg_receiver_routine(){    try{        while(1) {            matchable_ptr msg = mbox->receive();            int token;            std::string type;            matchable_ptr body;            if(msg->match(                make_e_tuple(atom("event"),                e_string(&type)),                any(&body)))                //do something here            else                //some log here        }    }catch(boost::thread_interrupted e){    // @todo output some log here    }};

我们使用event标识一个erlang事件，type是这个事件的类型，body是事件内容，也就是我们之前定义的greeting或者bye。

接下来，我们需要实现事件的处理，首先，我们需要把tinch_pp匹配出来的tuple填入我们的c++结构。

我们这样做：

msg_ptr on_greeting(matchable_ptr p){    std::string sender;    std::string content;    int contentLength;    std::string contentType;    bool matched = p->match(make_e_tuple(        erl::string(&sender),        erl::string(&content),        erl::int_(&contentLength),        erl::atom(&contentType)    ));        if(matched){        msg_ptr = shared_ptr
    
     (new msg_greeting());        msg_ptr->Sender = sender;        msg_ptr->Content = content;        msg_ptr->ContentLength = contentLength;        msg_ptr->ContentType = contentType;        return msg_ptr;    }    return shared_ptr
     
      ();}
     
    

问题在于，我们需要为每个消息写这么一大段代码。假如我们的C Node需要处理几十种消息，我们就需要把这个代码重复几十遍，而实际上只有一小部分才是有用的（有差异的）。

提取通用代码

怎样才能省去重复的部分，只保留其中的精华呢？这就需要元编程和预处理器了，我们稍后再介绍。

首先，最显著的差异就是不同的消息中的信息不一样，用c++的说法是：他们具有不同的成员。

去掉这个差异后，我们的代码可以简化为：

msg_ptr on_greeting(matchable_ptr p){        if(matched){        msg_ptr mp = msg_greeting::make(p);        return mp;    }    return shared_ptr
    
     ();}
    

看似简洁了许多，但实际上，我们只是把msg_greeting特有的处理（差异）隐藏在msg_greeting定义的静态方法里了。

至少，我们的on_xxxx方法看起来干净点了。

但是，我们还是需要在某处（msg_greeting内部）定义这些代码。

更好的方案

反射是很多语言都具有的特性，反射意味着类具有了自省的能力，即一个类知道自己有哪些成员，这些成员有哪些属性。

如果C++支持反射，我们这个问题就好解决了，我们可以定义一个msg_fill方法，按照msg成员的属性，从matchable_ptr获取成员的值。等等，C++可没有反射支持，至少我不知道。

那么，我们自己来实现一个吧。

成员属性

我们需要一个能保存成员属性的，符合C++语法的物件。有两种选择：对象，类型。

对象对应着运行时，类型对应着编译时。考虑到速度和效率，我们选择类型。

在C++进行元编程，主要是依靠模板来实现的，首先我们声明一个模板，用来表示成员

template 
    
     struct auto_field;
    

这个模板有三个参数：Type表示成员的C++类型，Struct表示这个成员所属的结构，Field是成员指针，用来记住这个成员在所属结构中所处的位置。

光有声明没有什么作用，所以我们需要一些实现（或者说模板定义）：

 template 
    
      struct auto_field
     
      {     typedef tinch_pp::erl::atom field_e_type;     typedef std::string field_c_type;          static void fill(Struct* s, field_c_type& c){         s->*Field = (c == "true");     };  };
     
    

可以看出，我们通过模板特化，为bool类型的成员提供了：

• C++类型

• Erlang类型

• 填充C++类型的fill方法

这里其实隐藏了一个问题，怎么知道需要定义这几个类型和静态成员函数呢？稍后再介绍。

类似的，我们可以为更多的类型提供特化，不再重复。

至此，我们已经知道怎么定义类型成员，并记住成员的属性。

填充数据

有了成员的属性，我们就可以解析消息tuple了，参考最初的代码，填充方法的伪实现应该长这样：

template 
    
     bool fill(Msg* e){    field_0_c_type field_0_c;    field_1_c_type field_1_c;        field_2_c_type field_2_c;        bool matched = p->match(make_e_tuple(        field_0_e_type(&field_0_c),        field_1_e_type(&field_1_c),        field_2_e_type(&field_2_c)    ));        if(matched){        Event::fill(e,field_0_c);        Event::fill(e,field_1_c);        Event::fill(e,field_2_c);        return true;    }    return false;}；
    

到此，我们发现不同事件的成员数目是不同的，所以，上述伪代码只能适应成员数为3的消息。

那么，我们就需要提供一组fill实现，每个负责一个成员数。同样，使用模板参数和模板特化来实现：

template 
    
     bool fill(Msg* e);template 
     
      bool fill<1,Msg>(Msg* e){    field_0_c_type field_0_c;    bool matched = p->match(make_e_tuple(        field_0_e_type(&field_0_c)    ));        if(matched){        Event::fill(e,field_0_c);        return true;    }    return false;}；template 
      
       bool fill<2,Msg>(Msg* e)    field_0_c_type field_0_c;    field_1_c_type field_1_c;    ......
      
     
    

额~ 这不是又重复了吗？

别急，我们可以用boost::preprocess收敛这些实现，boost::preprocess用来生成重复的代码，

使用后，我们的fill方法长这样：

namespace aux {template 
    
     struct fill_impl;#define EMATCH_MAX_FIELD 8 #define BOOST_PP_ITERATION_LIMITS (1,8)#define BOOST_PP_FILENAME_1 
     
       #include BOOST_PP_ITERATE()};template
      
       struct fill : aux::fill_impl
       
        
         ::type::value , FieldList>{};
        
       
      
     
    

怎么回事？fill方法消失了？

不，并没有消失，我们把他隐藏在

e_match_impl.h

这个文件里，通过boost::preprocess重复include这个文件8次，从而获得1个到8个成员的fill实现。并通过集成把这个实现模板提供的功能暴露出来，同时收敛其模板参数。

至此，我们得到了一个可以根据FieldList(成员属性的mpl::list)，自动match和填充C++结构的fill方法。

使用

好了，我们来写一段代码，测试一下上述实现吧：

struct SimpleObject{		bool			b;	std::string		s;		};typedef boost::mpl::list<	auto_field
    
     ,	auto_field
     
      > SimpleObjectFields;int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){	SimpleObject so;	const std::string remote_node_name("testnode@127.0.0.1");	const std::string to_name("reflect_msg");	tinch_pp::node_ptr my_node = tinch_pp::node::create("my_test_node@127.0.0.1", "abcdef");	tinch_pp::mailbox_ptr mbox = my_node->create_mailbox();	mbox->send(to_name, remote_node_name, tinch_pp::erl::make_e_tuple(tinch_pp::erl::atom("echo"), tinch_pp::erl::pid(mbox->self()), tinch_pp::erl::make_e_tuple(		tinch_pp::erl::make_atom("false"),		tinch_pp::erl::make_string("hello c++")		)));		const tinch_pp::matchable_ptr reply = mbox->receive();	bool ret = fill
      
       ::fill_on_match(&so,reply);	printf("ret is %s \n",(ret?"true":"false"));	printf("so.b == %s \n",(so.b?"true":"false"));	printf("so.s == %s \n",so.s.c_str());	system("pause");	return 0;}
      
     
    

由于我没有找到tinch_pp怎么构造一个matchable_ptr，所以需要一个erlang的外部节点把我构造的tuple反射回来，tinch_pp已经提供了这样的一个server，运行上述代码前，需要先把他启动起来：

werl -pa . -sname testnode -setcookie abcdef

运行后，应该打印出：

ret is trueso.b == falseso.s == hello c++请按任意键继续. . .

至此，我们实现了想要的功能，使用同一份代码（fill）将Erlang tuple直接填充到指定的C++结构中，而不必大量重复填充代码。

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