マップなどのコンテナーとの互換性を維持しながら、識別子の強い型指定を実現するにはどうすればよいでしょうか?

using と typedef を使用した厳密な型付け

プログラミングでは、厳密な型付けにより、定義された型に従ってデータが処理されるようになり、データの型によるエラーが防止されます。予期しない型変換が行われる可能性があります。この質問は、マップなどのコンテナーとの機能と互換性を維持しながら、プロジェクト内の識別子の強力な型指定を実現することに焦点を当てています。

構造体を使用して型制約を強制する

これらの要件を満たすには、構造体ベースのソリューションを使用できます。提供されたコードは、タグを使用して追加された型情報を持つ文字列値をカプセル化する構造体 (string_id) を定義します。これらのタグは、portal_tag やcake_tag などの識別子の種類ごとに一意です。これにより、タイプセーフな比較が可能になり、異なるタイプの識別子が相互に割り当てられないことが保証されます。

使用例

using PortalId = string_id<portal_tag>;
using CakeId = string_id<cake_tag>;

PortalId portal_id("2");
CakeId cake_id("is a lie");

// OK, same type
std::map<CakeId, PortalId> p_to_cake; 

// OK, converting a PortalId to a CakeId
std::unordered_map<CakeId, PortalId> hashed_ptocake;
hashed_ptocake.emplace(CakeId("foo"), PortalId("bar"));

// Compiler error, mixing types
p_to_cake[portal_id] = cake_id; // COMPILER ERROR

追加機能

コードの改良版では、ハッシュ マップ、ostream へのストリーミング、カスタム文字列変換の機能が追加されています。これにより、幅広いコンテキストでタイプセーフな識別子のシームレスな使用が可能になります。

結論

このソリューションは、コンテナでの使いやすさを維持しながら、識別子の強力な型指定を効果的に実現します。構造体とタグを利用することで型制約を強制し、型の不一致に起因するエラーを防ぎます。含まれている機能により、汎用性が向上し、既存のコードベースへのシームレスな統合が容易になります。

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