无需宏：实现C++类实例化时源码行的常量表达式记录

问题背景 #

需要实现一个类模板，在实例化时无需显式指定参数，就能以编译时常量记录当前源码行号，替代原有的宏实现方案。

解决方案（C++20） #

利用C++20的auto非类型模板参数和std::source_location默认参数的求值特性，可以直接实现需求：

模板定义 #

#include <iostream>
#include <source_location>

template<typename T, auto Line = std::source_location::current().line()>
struct A
{
    static constexpr auto line() { return Line; }
};

使用示例 #

int main()
{
    A<double> a;
    A<double> b;
    
    if constexpr(a.line() != b.line())
    {
        std::cout << a.line() << std::endl;
        std::cout << b.line() << std::endl;
    }
}

原理说明 #

• auto非类型模板参数：C++20允许用auto推导非类型模板参数的类型，这里Line会被自动推导为int（匹配std::source_location::line()的返回类型）。
• std::source_location的求值时机：当std::source_location::current()作为模板默认参数时，它会在模板实例化的位置求值，而非模板定义的位置。因此，不同行的A<double>实例化会生成不同的模板特化，各自持有对应行号的编译时常量。
• 该方案完全替代了原宏的功能，无需任何预处理指令，代码更简洁且符合C++标准语法。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者davidhigh