Constexpr 转换为 const char[]

Question

很多人都遇到过，我也遇到过。我在 C++ 中使用编译时字符串时遇到了问题。

我决定采用显然无法使用的方法：使用 template <char...> 类.

这是我想出来的，很普通，没什么特别的，而且也不行。

template <char... chars> class string
{
public:

    static constexpr const char value[] = {chars...};

    constexpr string()
    {
    }

    constexpr operator decltype(value) & () const
    {
        return value;
    }
};

template <char... chars> constexpr const char string <chars...> :: value[];

我的想法是制作一个 string 实例 constexpr 可构造的并公开某种 constexpr 转换，以便它提供其内容。

现在，如果我这样做

static constexpr const char x[] = "ciao";

template <const char * str> void print()
{
    std :: cout << str << std :: endl;
}

print <x> ();

这有效并表示 ciao。如果我这样做，我也会得到 ciao

std :: cout << string <'c', 'i', 'a', 'o'> {} << std :: endl;

或

print <string <'c', 'i', 'a', 'o', '[=13=]'> :: value> ();

但是当我这样做的时候

print <string <'c', 'i', 'a', 'o', '[=14=]'> {}> ();

我得到：No matching function for call to print.

我肯定漏掉了什么。做我想做的事是不可行的吗？使一个实例以某种方式执行 constexpr 转换 return value？如果可行，我将能够在编译时轻松地进行运算符和字符串操作，"only" 缺点是超级无聊 'i', 'n', 'i', 't', 'i', 'a', 'l', 'i', 'z', 'a', 't', 'i', 'o', 'n'.

进一步的实验

我做了另一个完美的实验。

template <char... chars> class string
{
public:
   constexpr string()
   {
   }

   constexpr operator size_t () const
   {
      return sizeof...(chars);
   }
};

template <size_t length> void print()
{
   std :: cout << length << std :: endl;
}

print <string <'c', 'i', 'a', 'o'> {}> ();

它打印出漂亮的 4。

Answer 1

模板参数匹配不考虑用户定义的转换。

但是，

print <string <'c', 'i', 'a', 'o', '[=10=]'>{} > ();

…你可以写

print <string <'c', 'i', 'a', 'o', '[=11=]'>::value> ();

或者你可以定义

template <const char* str>
void print()
{
    std::cout << str << std::endl;
}

template< class Type >
void print()
{
    print<Type::value>();
}

...然后只写

print <x> ();
print <string <'c', 'i', 'a', 'o', '[=13=]'>> ();

… 其中 x 是您的命名空间范围

static constexpr const char x[] = "ciao";

注意：此代码使用 MinGW g++ 5.1.0 和 -std=c++14 编译，但不使用 Visual C++ 2015 update 2。这种差异对于推送的代码很常见语言的边界。标准在不断变化，编译器也在不断发展以努力跟上标准，因此这样的代码在实践中不是很便携。

Answer 2

在 C++14 中，模板实参对模板非类型参数的限制是：

A template-argument for a non-type, non-template template-parameter shall be one of:
* for a non-type template-parameter of integral or enumeration type, a converted constant expression (5.19) of the type of the template-parameter; or
* the name of a non-type template-parameter; or
* a constant expression (5.19) that designates the address of a complete object with static storage duration and external or internal linkage or a function with external or internal linkage, including function templates and function template-ids but excluding non-static class members, expressed (ignoring parentheses) as & id-expression, where the id-expression is the name of an object or function, except that the & may be omitted if the name refers to a function or array and shall be omitted if the corresponding template-parameter is a reference; or
* a constant expression that evaluates to a null pointer value (4.10); or
* a constant expression that evaluates to a null member pointer value (4.11); or
* a pointer to member expressed as described in 5.3.1; or
* a constant expression of type std::nullptr_t.

在您的示例中，string<'c', 'i', 'a', 'o', '[=16=]'>{} 是其中的 none。请注意，第一个项目符号仅限于整数或枚举类型，而 const char* 两者都不是（整数类型的例外是允许您的 "Further experiments" 示例编译）。 None 的其他项目符号适用。因此，符合标准的 C++14 应该拒绝您的代码。

解决方法是直接传递底层字符数组：

print<string<'c', 'i', 'a', 'o', '[=10=]'>::value>();

或者将类型本身作为模板type参数，并在函数内打印::value：

template <class T>
void print() {
    std::cout << T::value << std::endl;
}

print<string<'c', 'i', 'a', 'o', '[=11=]'>>();

或者...

你会很高兴知道在 C++17 中，事情变得更好了。参见 N4198，带有激励示例：

template<int *p> struct A {};
int n;
A<&n> a; // ok

constexpr int *p() { return &n; }
A<p()> b; // error

该论文提出了对模板非类型参数的较少限制，这将使上述示例合式。新的措辞如下：

A template-argument for a non-type template-parameter shall be a converted constant expression (5.20) of the type of the template-parameter. For a non-type template-parameter of reference type or pointer type, the value of the constant expression shall not refer to (or for a pointer type, shall not be the address of):
* a subobject (1.8),
* a temporary object (12.2),
* a string literal (2.14.5),
* the result of a typeid expression (5.2.8), or * a predefined __func__ variable (8.4.1).

就是这样。其他一切都是允许的。

由于 string<'c', 'i', 'a', 'o', '[=16=]'>{} 转换为指针，即 none 这些东西，示例变得合式。 Clang 3.8 将在 c++1z 模式下（正确）编译您的示例，但不会在 c++14 模式下（正确）编译。 GCC 还没有实现这个。给他们时间。

Constexpr 转换为 const char[]

Constexpr cast to const char[]

c++

templates

char

constexpr

进一步的实验