優化Cereal宏 一行聲明序列化函數

Cereal序列化庫中宏遞歸展開的優化方案及技術解析

未優化：參考nlohmann json設計Cereal宏 一行聲明序列化函數

宏實現

#include <cereal/cereal.hpp>// 強制二次展開
#define CEREAL_EXPAND( x ) x// 獲取宏參數的數量，對應的CEREAL_PASTEn宏NAME
#define CEREAL_GET_MACRO(_1, _2, _3, _4, _5, _6, _7, _8, _9, _10, _11, _12, _13, _14, _15,	\_16, _17, _18, _19, _20, _21, _22, _23, _24, _25, _26, _27, _28,	\_29, _30, _31, _32, _33, _34, _35, _36, _37, _38, _39, _40, _41,	\_42, _43, _44, _45, _46, _47, _48, _49, _50, _51, _52, _53, _54,	\_55, _56, _57, _58, _59, _60, _61, _62, _63, _64, NAME,...) NAME// 參數拼接宏（支持1-64個參數）
#define CEREAL_PASTE(...) CEREAL_EXPAND(CEREAL_GET_MACRO(__VA_ARGS__, \CEREAL_PASTE64, CEREAL_PASTE63, CEREAL_PASTE62, CEREAL_PASTE61, \CEREAL_PASTE60, CEREAL_PASTE59, CEREAL_PASTE58, CEREAL_PASTE57, \CEREAL_PASTE56, CEREAL_PASTE55, CEREAL_PASTE54, CEREAL_PASTE53, \CEREAL_PASTE52, CEREAL_PASTE51, CEREAL_PASTE50, CEREAL_PASTE49, \CEREAL_PASTE48, CEREAL_PASTE47, CEREAL_PASTE46, CEREAL_PASTE45, \CEREAL_PASTE44, CEREAL_PASTE43, CEREAL_PASTE42, CEREAL_PASTE41, \CEREAL_PASTE40, CEREAL_PASTE39, CEREAL_PASTE38, CEREAL_PASTE37, \CEREAL_PASTE36, CEREAL_PASTE35, CEREAL_PASTE34, CEREAL_PASTE33, \CEREAL_PASTE32, CEREAL_PASTE31, CEREAL_PASTE30, CEREAL_PASTE29, \CEREAL_PASTE28, CEREAL_PASTE27, CEREAL_PASTE26, CEREAL_PASTE25, \CEREAL_PASTE24, CEREAL_PASTE23, CEREAL_PASTE22, CEREAL_PASTE21, \CEREAL_PASTE20, CEREAL_PASTE19, CEREAL_PASTE18, CEREAL_PASTE17, \CEREAL_PASTE16, CEREAL_PASTE15, CEREAL_PASTE14, CEREAL_PASTE13, \CEREAL_PASTE12, CEREAL_PASTE11, CEREAL_PASTE10, CEREAL_PASTE9,  \CEREAL_PASTE8,  CEREAL_PASTE7,  CEREAL_PASTE6,  CEREAL_PASTE5,  \CEREAL_PASTE4,  CEREAL_PASTE3,  CEREAL_PASTE2,  CEREAL_PASTE1)(__VA_ARGS__))// 定義PASTE宏（1-64個參數）
#define CEREAL_PASTE2(func, param) func(param)
#define CEREAL_PASTE3(func, param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE2(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE4(func, param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE3(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE5(func, param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE4(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE6(func, param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE5(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE7(func, param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE6(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE8(func, param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE7(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE9(func, param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE8(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE10(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE9(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE11(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE10(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE12(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE11(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE13(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE12(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE14(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE13(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE15(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE14(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE16(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE15(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE17(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE16(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE18(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE17(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE19(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE18(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE20(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE19(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE21(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE20(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE22(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE21(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE23(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE22(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE24(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE23(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE25(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE24(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE26(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE25(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE27(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE26(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE28(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE27(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE29(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE28(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE30(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE29(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE31(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE30(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE32(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE31(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE33(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE32(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE34(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE33(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE35(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE34(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE36(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE35(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE37(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE36(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE38(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE37(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE39(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE38(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE40(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE39(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE41(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE40(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE42(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE41(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE43(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE42(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE44(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE43(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE45(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE44(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE46(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE45(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE47(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE46(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE48(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE47(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE49(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE48(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE50(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE49(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE51(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE50(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE52(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE51(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE53(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE52(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE54(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE53(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE55(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE54(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE56(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE55(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE57(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE56(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE58(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE57(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE59(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE58(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE60(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE59(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE61(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE60(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE62(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE61(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE63(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE62(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE64(func,param, ...) func(param), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE63(func, __VA_ARGS__))// 成員處理宏
#define CEREAL_MEMBER_NVP_NON_INTRUSIVE(member) ::cereal::make_nvp(#member, t.member)// 主序列化宏：非侵入的
#define CEREAL_SERIALIZE_NON_INTRUSIVE(Type, ...) \
template <class Archive> \
void serialize(Archive& ar, const Type& t) { \ar( CEREAL_PASTE(CEREAL_MEMBER_NVP_NON_INTRUSIVE, __VA_ARGS__) ); \
}\
template <class Archive> \
void serialize(Archive& ar, Type& t) { \ar( CEREAL_PASTE(CEREAL_MEMBER_NVP_NON_INTRUSIVE, __VA_ARGS__) ); \
}// 主序列化宏：侵入的
#define CEREAL_SERIALIZE_INTRUSIVE(Type, ...) \
template <class Archive> \
void serialize(Archive& ar) { \ar( CEREAL_PASTE(CEREAL_NVP, __VA_ARGS__) ); \
}

技術解析：

🔧 優化后的宏定義

#define CEREAL_EXPAND(x) x  // 強制二次展開
#define CEREAL_PASTE2(func, x) func(x)
#define CEREAL_PASTE3(func, x, ...) func(x), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE2(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE4(func, x, ...) func(x), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE3(func, __VA_ARGS__))
#define CEREAL_PASTE5(func, x, ...) func(x), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE4(func, __VA_ARGS__))

🔁 方案1：CEREAL_EXPAND的作用

1. 強制二次展開
#define CEREAL_PASTE3(func, x, ...) func(x), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE2(func, __VA_ARGS__))

  • 展開流程（以CEREAL_PASTE3(F, a, b, c)為例）：

    1. 首次展開：F(a), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE2(F, b, c))
    2. CEREAL_EXPAND強制展開其參數：CEREAL_PASTE2(F, b, c) → F(b), F(c)
    3. 最終結果：F(a), F(b), F(c)
2. 必要性分析

  • 無CEREAL_EXPAND時：
    CEREAL_PASTE2(func, __VA_ARGS__)作為文本保留，后續不再展開。

  • 有CEREAL_EXPAND時：
    通過CEREAL_EXPAND包裹，預處理器會立即展開內層宏，確保遞歸鏈繼續。

?? 方案2缺陷（無CEREAL_EXPAND）

1.沒有二次展開
// 原方案（錯誤示例）
#define CEREAL_PASTE3(func, x, ...) func(x), CEREAL_PASTE2(func, __VA_ARGS__)
  • 問題：當調用CEREAL_PASTE3(func, x, y, z)時：
    • 首次展開：func(x), CEREAL_PASTE2(func, y, z)
    • 由于預處理器不會自動展開嵌套宏，CEREAL_PASTE2(func, y, z)被視為整體而非宏調用。
    • 結果：func(x), CEREAL_PASTE2(func, y, z) → 后續參數未展開，導致編譯錯誤。
2. 關鍵機制：宏展開的惰性
  • 預處理器展開規則：
    • 當宏參數包含其他宏（如__VA_ARGS__中的CEREAL_PASTE2）時，不會立即展開，而是作為文本保留。
    • 只有當前層宏完全展開后，才會處理嵌套宏（若未被#或##修飾）。

📊 技術方案對比

場景方案1（含CEREAL_EXPAND）方案2（無CEREAL_EXPAND）
CEREAL_PASTE3(F, a, b)F(a), F(b)F(a), CEREAL_PASTE2(F, b)
CEREAL_PASTE4(F, a,b,c)F(a), F(b), F(c)F(a), CEREAL_PASTE3(F, b,c)
嵌套宏展開遞歸展開至最內層停止于第一層

🧠 技術原理：預處理器展開規則

  1. 遞歸展開條件：
    • 宏必須完全獨立（未被#/##修飾）。
    • 每輪掃描只展開當前層的宏標識符，嵌套宏需等待外層展開完成。
  2. CEREAL_EXPAND的突破性：
    • 通過中間層宏（CEREAL_EXPAND）隔離，使內層宏（如CEREAL_PASTE2）滿足“獨立標識符”條件，觸發其展開。

💻 實際應用示例

1. 序列化宏實現
// 成員處理宏
#define CEREAL_MEMBER_NVP_NON_INTRUSIVE(member) ::cereal::make_nvp(#member, t.member)// 主序列化宏：非侵入的
#define CEREAL_SERIALIZE_NON_INTRUSIVE(Type, ...) \
template <class Archive> \
void serialize(Archive& ar, const Type& t) { \ar( CEREAL_PASTE(CEREAL_MEMBER_NVP_NON_INTRUSIVE, __VA_ARGS__) ); \
}// 主序列化宏：侵入的
#define CEREAL_SERIALIZE_INTRUSIVE(...) \
template <class Archive> \
void serialize(Archive& ar) { \ar( CEREAL_PASTE(CEREAL_NVP, __VA_ARGS__) ); \
}
2. 展開過程演示
struct Point
{float x, y, z;CEREAL_SERIALIZE_INTRUSIVE(x, y, z)
};

調用：CEREAL_SERIALIZE_INTRUSIVE(Point, x, y, z)
逐步展開：

// 步驟1: 替換為PASTE4宏
ar( CEREAL_PASTE4(CEREAL_NVP, x, y, z) );// 步驟2: 展開PASTE4
ar( CEREAL_NVP(x), CEREAL_EXPAND(CEREAL_PASTE3(CEREAL_NVP, y, z)) );// 步驟3: 展開內層EXPAND → 觸發PASTE3
ar( ::cereal::make_nvp("x", t.x), CEREAL_PASTE3(CEREAL_NVP, y, z) );// 步驟4: 繼續展開PASTE3
ar( ::cereal::make_nvp("x", t.x), ::cereal::make_nvp("y", t.y), ::cereal::make_nvp("z", t.z) );

?? 注意事項

  1. 遞歸深度限制：

    • 預處理器遞歸層數通常為64層（編譯器相關），超限需拆分參數或減少嵌套。
    • 更多層需要開啟編譯警告忽略。

  2. 兼容性：

    • __VA_ARGS__為C++11特性，需確保編譯器支持。

  3. 調試技巧：

    • 使用gcc -E查看預處理結果，驗證展開邏輯：
    g++ -E -P test.cpp | grep -A 10 "serialize"

💎 總結

通過引入CEREAL_EXPAND強制展開嵌套宏，解決了原方案中遞歸鏈斷裂的問題。其核心原理是繞過預處理器的惰性展開機制，使內層宏作為獨立標識符被處理。此方案在保持代碼簡潔性的同時，確保了任意數量參數的遞歸展開可靠性，為Cereal等庫的宏封裝提供了健壯基礎。

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華為云Flexus+DeepSeek征文｜單機部署 與 CCE 高可用部署下 Dify 性能實測

華為云Flexus+DeepSeek征文｜單機部署 與 CCE 高可用部署下 Dify 性能實測

引言 在當今的 AI 應用開發領域&#xff0c;選擇合適的部署方式對于應用的性能表現、資源利用和成本控制至關重要。華為云為開發者提供了多樣化的部署選擇&#xff0c;其中基于單機 Flexus 實例的基礎版部署和基于 CCE 容器的高可用版部署是兩種常見的方式。本文將深入對比這兩…
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釘釘小程序框架：Pinia 狀態管理與持久化存儲封裝

釘釘小程序框架：Pinia 狀態管理與持久化存儲封裝

上一篇文章完成了 Pinia 在釘釘小程序中的引入與基礎配置 文章地址&#xff1a;釘釘小程序框架引入 Pinia 狀態管理-CSDN博客 本文將深入探討如何通過Pinia 結合持久化存儲 實現用戶狀態 在上一章節中&#xff0c;我們已經完成了 Pinia 在釘釘小程序中的引入與基礎配置。本章將…
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云計算產業鏈

云計算產業鏈

一、云計算定義與分類體系 本質特征 按需服務模式&#xff1a;以網絡化方式提供可配置的計算資源共享池&#xff08;網絡/服務器/存儲/應用&#xff09;。核心能力&#xff1a;快速彈性擴容、資源池化共享、按使用量付費、低管理開銷。技術原理&#xff1a;通過分布式計算將大型…
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git使用詳解和示例

git使用詳解和示例

什么是 Git&#xff1f; Git 是一個 分布式版本控制系統&#xff08;DVCS&#xff09;&#xff0c;用于跟蹤文件的變化&#xff0c;協調多人協作開發。由 Linus Torvalds 開發&#xff0c;用于管理 Linux 內核代碼。 Git 的核心概念 名稱說明工作區 (Working Directory)你看到…
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