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 check_type() const { return funcs==get_functions<typename std::remove_cv<T>::type>(); }
  65
  66         bool check_same_type(const Variant &v) const { return (funcs && funcs==v.funcs); }
  67
  68         bool operator==(const Variant &v) const { return (has_same_type(v) && funcs->compare(storage, v.storage)); }
  69         bool operator!=(const Variant &v) const { return !(operator==(v)); }
  70
  71         template<typename T>
  72         operator T() const { return value<T>(); }
  73
  74 private:
  75         template<typename T>
  76         static constexpr bool is_small() { return (sizeof(T)<=INTERNAL_SIZE && alignof(T)<=alignof(void *)); }
  77
  78         template<typename T, typename U>
  79         using EnableSmall = typename std::enable_if<is_small<T>(), U>::type;
  80
  81         template<typename T, typename U>
  82         using EnableLarge = typename std::enable_if<!is_small<T>(), U>::type;
  83
  84         template<typename T>
  85         static const Functions *get_functions();
  86
  87         template<typename T>
  88         static const std::type_info &get_type() { return typeid(T); }
  89
  90         template<typename T>
  91         static EnableSmall<T, void> create(char *s, const T &v)
  92         { new(s) T(v); }
  93
  94         template<typename T>
  95         static EnableLarge<T, void> create(char *s, const T &v)
  96         { *reinterpret_cast<T **>(s) = new T(v); }
  97
  98         template<typename T>
  99         static typename std::enable_if<!IsEqualityComparable<T>::value, bool>::type compare(const char *, const char *)
 100         { return false; }
 101
 102         template<typename T>
 103         static typename std::enable_if<IsEqualityComparable<T>::value, EnableSmall<T, bool>>::type compare(const char *s1, const char *s2)
 104         { return *reinterpret_cast<const T *>(s1)==*reinterpret_cast<const T *>(s2); }
 105
 106         template<typename T>
 107         static typename std::enable_if<IsEqualityComparable<T>::value, EnableLarge<T, bool>>::type compare(const char *s1, const char *s2)
 108         { return **reinterpret_cast<const T *const *>(s1)==**reinterpret_cast<const T *const *>(s2); }
 109
 110         template<typename T>
 111         static EnableSmall<T, void> clone(char *s, const char *v)
 112         { new(s) T(*reinterpret_cast<const T *>(v)); }
 113
 114         template<typename T>
 115         static EnableLarge<T, void> clone(char *s, const char *v)
 116         { *reinterpret_cast<T **>(s) = new T(**reinterpret_cast<const T *const *>(v)); }
 117
 118         template<typename T>
 119         static EnableSmall<T, void> destroy(char *s)
 120         { reinterpret_cast<T *>(s)->~T(); }
 121
 122         template<typename T>
 123         static EnableLarge<T, void> destroy(char *s)
 124         { delete *reinterpret_cast<T **>(s); }
 125 };
 126
 127
 128 template<typename T>
 129 inline void Variant::assign(const T &value)
 130 {
 131         if(funcs)
 132                 funcs->destroy(storage);
 133
 134         funcs = get_functions<typename std::remove_cv<T>::type>();
 135         create(storage, value);
 136 }
 137
 138 inline void Variant::copy_from(const Variant &v)
 139 {
 140         if(funcs)
 141                 funcs->destroy(storage);
 142
 143         funcs = v.funcs;
 144         if(funcs)
 145                 funcs->clone(storage, v.storage);
 146 }
 147
 148 template<typename T>
 149 inline T &Variant::get()
 150 {
 151         if(!has_type<T>())
 152                 throw type_mismatch(typeid(T), (funcs ? funcs->get_type() : typeid(void)));
 153
 154         if(sizeof(T)<=INTERNAL_SIZE)
 155                 return *reinterpret_cast<T *>(storage);
 156         else
 157                 return **reinterpret_cast<T **>(storage);
 158 }
 159
 160 template<typename T>
 161 inline const Variant::Functions *Variant::get_functions()
 162 {
 163         static Functions funcs =
 164         {
 165                 &get_type<T>,
 166                 &compare<T>,
 167                 &clone<T>,
 168                 &destroy<T>
 169         };
 170         return &funcs;
 171 }
 172
 173 } // namespace Msp
 174
 175 #endif