source/core/variant.h

   1 #ifndef MSP_CORE_VARIANT_H_
   2 #define MSP_CORE_VARIANT_H_
   3
   4 #include <stdexcept>
   5 #include <type_traits>
   6 #include <typeinfo>
   7 #include "meta.h"
   8
   9 namespace Msp {
  10
  11 class type_mismatch: public std::runtime_error
  12 {
  13 public:
  14         type_mismatch(const std::type_info &, const std::type_info &);
  15 };
  16
  17
  18 class Variant
  19 {
  20 public:
  21         static constexpr unsigned INTERNAL_SIZE = 2*sizeof(void *);
  22
  23         struct Functions
  24         {
  25                 const std::type_info &(*get_type)();
  26                 bool (*compare)(const char *, const char *);
  27                 void (*clone)(char *, const char *);
  28                 void (*destroy)(char *);
  29         };
  30
  31 private:
  32         const Functions *funcs = nullptr;
  33         alignas(void *) char storage[INTERNAL_SIZE];
  34
  35 public:
  36         Variant() = default;
  37         template<typename T>
  38         Variant(const T &v) { assign(v); }
  39         Variant(const Variant &v) { copy_from(v); }
  40         ~Variant() { if(funcs) funcs->destroy(storage); }
  41
  42         template<typename T>
  43         Variant &operator=(const T &v) { assign(v); return *this; }
  44
  45         Variant &operator=(const Variant &v) { if(&v!=this) copy_from(v); return *this; }
  46
  47 private:
  48         template<typename T>
  49         void assign(const T &);
  50
  51         void copy_from(const Variant &);
  52
  53         template<typename T>
  54         T &get();
  55
  56 public:
  57         template<typename T>
  58         T &value() { return get<T>(); }
  59
  60         template<typename T>
  61         const T &value() const { return const_cast<Variant *>(this)->get<T>(); }
  62
  63         template<typename T>
  64         bool has_type() const { return funcs==get_functions<typename std::remove_cv<T>::type>(); }
  65
  66         bool has_same_type(const Variant &v) const { return (funcs && funcs==v.funcs); }
  67
  68         template<typename T>
  69         DEPRECATED bool check_type() const { return has_type<T>(); }
  70
  71         DEPRECATED bool check_same_type(const Variant &v) const { return has_same_type(v); }
  72
  73         bool operator==(const Variant &v) const { return (has_same_type(v) && funcs->compare(storage, v.storage)); }
  74         bool operator!=(const Variant &v) const { return !(operator==(v)); }
  75
  76         template<typename T>
  77         operator T() const { return value<T>(); }
  78
  79 private:
  80         template<typename T>
  81         static constexpr bool is_small() { return (sizeof(T)<=INTERNAL_SIZE && alignof(T)<=alignof(void *)); }
  82
  83         template<typename T, typename U>
  84         using EnableSmall = typename std::enable_if<is_small<T>(), U>::type;
  85
  86         template<typename T, typename U>
  87         using EnableLarge = typename std::enable_if<!is_small<T>(), U>::type;
  88
  89         template<typename T>
  90         static const Functions *get_functions();
  91
  92         template<typename T>
  93         static const std::type_info &get_type() { return typeid(T); }
  94
  95         template<typename T>
  96         static EnableSmall<T, void> create(char *s, const T &v)
  97         { new(s) T(v); }
  98
  99         template<typename T>
 100         static EnableLarge<T, void> create(char *s, const T &v)
 101         { *reinterpret_cast<T **>(s) = new T(v); }
 102
 103         template<typename T>
 104         static typename std::enable_if<!IsEqualityComparable<T>::value, bool>::type compare(const char *, const char *)
 105         { return false; }
 106
 107         template<typename T>
 108         static typename std::enable_if<IsEqualityComparable<T>::value, EnableSmall<T, bool>>::type compare(const char *s1, const char *s2)
 109         { return *reinterpret_cast<const T *>(s1)==*reinterpret_cast<const T *>(s2); }
 110
 111         template<typename T>
 112         static typename std::enable_if<IsEqualityComparable<T>::value, EnableLarge<T, bool>>::type compare(const char *s1, const char *s2)
 113         { return **reinterpret_cast<const T *const *>(s1)==**reinterpret_cast<const T *const *>(s2); }
 114
 115         template<typename T>
 116         static EnableSmall<T, void> clone(char *s, const char *v)
 117         { new(s) T(*reinterpret_cast<const T *>(v)); }
 118
 119         template<typename T>
 120         static EnableLarge<T, void> clone(char *s, const char *v)
 121         { *reinterpret_cast<T **>(s) = new T(**reinterpret_cast<const T *const *>(v)); }
 122
 123         template<typename T>
 124         static EnableSmall<T, void> destroy(char *s)
 125         { reinterpret_cast<T *>(s)->~T(); }
 126
 127         template<typename T>
 128         static EnableLarge<T, void> destroy(char *s)
 129         { delete *reinterpret_cast<T **>(s); }
 130 };
 131
 132
 133 template<typename T>
 134 inline void Variant::assign(const T &v)
 135 {
 136         if(funcs)
 137                 funcs->destroy(storage);
 138
 139         funcs = get_functions<typename std::remove_cv<T>::type>();
 140         create(storage, v);
 141 }
 142
 143 inline void Variant::copy_from(const Variant &v)
 144 {
 145         if(funcs)
 146                 funcs->destroy(storage);
 147
 148         funcs = v.funcs;
 149         if(funcs)
 150                 funcs->clone(storage, v.storage);
 151 }
 152
 153 template<typename T>
 154 inline T &Variant::get()
 155 {
 156         if(!has_type<T>())
 157                 throw type_mismatch(typeid(T), (funcs ? funcs->get_type() : typeid(void)));
 158
 159         if(sizeof(T)<=INTERNAL_SIZE)
 160                 return *reinterpret_cast<T *>(storage);
 161         else
 162                 return **reinterpret_cast<T **>(storage);
 163 }
 164
 165 template<typename T>
 166 inline const Variant::Functions *Variant::get_functions()
 167 {
 168         static Functions funcs =
 169         {
 170                 &get_type<T>,
 171                 &compare<T>,
 172                 &clone<T>,
 173                 &destroy<T>
 174         };
 175         return &funcs;
 176 }
 177
 178 } // namespace Msp
 179
 180 #endif