C++如何在宏内调用类私有函数以获取调用位置行号等信息

原代码问题说明 #

1. 宏定义写在类内部是错误做法，预处理器不识别C++的类作用域，该宏会在所有包含对应头文件的代码中全局生效，极易引发命名冲突。
2. 宏展开后的代码和手动写foo(__FUNCTION__, __FILE__, __LINE__)完全等价，访问私有成员失败的本质是：展开后的代码所在的作用域没有该类私有成员的访问权限。

方案1：兼容C++11/14/17的宏实现 #

场景1：宏仅在类内部成员函数中调用 #

直接把宏移到类外的头文件公开区域即可，类内部成员调用宏时天然有权限访问私有函数：

#include <string>
using namespace std;

// 宏定义放在类外，头文件公开区域
#define TEMP_FUNC() foo(__FUNCTION__, __FILE__, __LINE__)

class Temp
{
private:
    void foo(string function, string file, int line)
    {
        // 自定义异常抛出等业务逻辑
    }
public:
    void test()
    {
        // 类内部调用宏，展开后有权限访问私有foo
        TEMP_FUNC();
    }
};

场景2：需要支持类外部通过宏调用 #

如果要允许外部代码通过宏调用私有逻辑，同时禁止用户直接调用处理函数，可以用公有接口+私有标签的技巧实现：

#include <string>
using namespace std;

// 对外公开的调用宏
#define TEMP_FUNC(obj) obj.foo(__FUNCTION__, __FILE__, __LINE__, {})

class Temp
{
private:
    // 私有标签类型，外部无法主动构造
    struct PrivateTag {};
    // 真正的业务实现，完全私有不对外暴露
    void foo_impl(string function, string file, int line)
    {
        // 自定义异常抛出等业务逻辑
    }
public:
    // 公有重载接口，最后一个参数为私有标签，仅能通过宏传入空初始化构造
    void foo(string function, string file, int line, PrivateTag)
    {
        foo_impl(function, file, line);
    }
};

// 外部调用示例
int main()
{
    Temp t;
    TEMP_FUNC(t); // 正常调用，宏自动补全所有参数
    // 下方代码编译报错：PrivateTag是私有类型，外部无法主动构造
    // t.foo("test", "test.cpp", 10, {});
    return 0;
}

方案2：C++20及以上优雅实现（无需宏） #

C++20引入的std::source_location专门用于获取调用点的位置信息，不需要依赖宏，也不存在权限访问问题，是目前的最优解：

#include <string>
#include <source_location>
using namespace std;

class Temp
{
private:
    void foo_impl(string function, string file, int line)
    {
        // 自定义异常抛出等业务逻辑
    }
public:
    // 公开接口，默认参数自动获取调用点的位置信息
    void foo(const source_location& loc = source_location::current())
    {
        foo_impl(loc.function_name(), loc.file_name(), loc.line());
    }
};

// 调用示例
int main()
{
    Temp t;
    t.foo(); // 不需要传任何参数，自动获取main函数的位置信息
    return 0;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Akshay