C++是否存在可自动生成Builder实现单表达式自定义实例化对象的方案

方案1：C++20原生指定初始化（最优解，无需额外代码） #

C++20开始支持聚合类型的指定初始化，完全可以满足你要的「仅指定部分字段、其余用默认值、单表达式实例化」的需求，不需要写任何构造函数重载或者builder样板代码。
你的示例类A直接可以这么用：

// 不需要修改你的A类的任何代码
auto a = A{
  .a = 7,
  .c = 8
};
// 等价于你要的builder调用效果，b用默认值"b"，d用默认值"d"

注意：指定初始化要求字段名的书写顺序要和类内成员的声明顺序一致，否则编译器会抛出警告或错误，这是C++标准的强制要求。

如果你的类是聚合类（满足公开非静态成员、无用户声明的构造函数、无虚函数、无私有/保护非静态成员等条件），这种方案是首选，零成本、无样板、完全符合需求。

方案2：宏自动生成Builder（兼容C++11及以上，支持非聚合类） #

如果你的项目暂时用不了C20，或者需要为有私有成员的非聚合类生成builder，可以通过C宏在编译期自动生成完整的builder实现，完全不需要手写每个字段的setter方法。

示例简化宏定义 #

#define DEFINE_BUILDER(ClassName, ...) \
class ClassName##Builder { \
private: \
  ClassName m_instance; \
public: \
  ClassName##Builder() = default; \
  __VA_ARGS__ \
  ClassName build() { return std::move(m_instance); } \
}; \
inline ClassName##Builder Build##ClassName() { return {}; }

#define BUILDER_FIELD(type, name) \
  ClassName##Builder& name(type val) { \
    m_instance.name = val; \
    return *this; \
  }

类A的使用示例 #

// 仅需要一行声明即可生成A的完整Builder
DEFINE_BUILDER(A,
  BUILDER_FIELD(int, a)
  BUILDER_FIELD(std::string, b)
  BUILDER_FIELD(int, c)
  BUILDER_FIELD(std::string, d)
)

// 使用方式和你要求的完全一致
auto a = BuildA()
  .a(7)
  .c(8)
  .build();

这种方案生成的builder完全在编译期展开，没有运行时开销，也不需要手动写任何setter逻辑，符合你的需求。

其他可选方案 #

如果不想用宏，也可以用C++的命名参数惯用法，通过重载运算符实现类似的链式赋值效果，但灵活性和易用性不如上面两种方案，一般不推荐。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者TDN