防止采用 const std::string& 的函数接受 0

Question

千言万语：

#include<string>
#include<iostream>

class SayWhat {
    public:
    SayWhat& operator[](const std::string& s) {
        std::cout << s << "\n";
        return *this;
    }
};

int main() {
    SayWhat ohNo;
    // ohNo[1]; // Does not compile. Logic prevails.
    ohNo[0]; // you didn't! this compiles.
    return 0;
}

编译器在将数字 0 传递给接受字符串的括号运算符时没有报错。相反，这会在进入方法之前编译并失败：

terminate called after throwing an instance of 'std::logic_error'
  what():  basic_string::_S_construct null not valid

供参考：

> g++ -std=c++17 -O3 -Wall -Werror -pedantic test.cpp -o test && ./test
> g++ --version
gcc version 7.3.1 20180303 (Red Hat 7.3.1-5) (GCC)

我的猜测

编译器隐式地使用 std::string(0) 构造函数进入方法，这无缘无故地产生了同样的问题（google 上述错误）。

问题

有没有办法在 class 方面解决这个问题，让 API 用户感觉不到这一点，并且在编译时检测到错误？

也就是加一个重载

void operator[](size_t t) {
    throw std::runtime_error("don't");
}

不是一个好的解决方案。

Answer 1

std::string(0) 之所以有效，是因为 0 是一个空指针常量。所以 0 匹配带指针的字符串构造函数。然后代码运行与不能将空指针传递给 std::string.

的前提条件冲突

只有文字 0 会被解释为空指针常量，如果它是 int 中的运行时间值，则不会出现此问题（因为那时会重载resolution 将寻找 int 转换）。文字 1 也不是问题，因为 1 不是空指针常量。

因为这是一个编译时问题（文字无效值），您可以在编译时捕获它。添加这种形式的重载：

void operator[](std::nullptr_t) = delete;

std::nullptr_t是nullptr的类型。它将匹配 any 空指针常量，无论是 0、0ULL 还是 nullptr。并且由于删除了该函数，在重载解析时会导致编译时错误。

Answer 2

一个选项是声明 operator[]() 的 private 重载，它接受整数参数，但不要定义它。

此选项适用于所有 C++ 标准（1998 年起），不像 void operator[](std::nullptr_t) = delete 这样的选项从 C++11 开始有效。

将 operator[]() 设为 private 成员将在您的示例 ohNo[0] 上导致可诊断错误，除非该表达式由成员函数或 friend class.

如果从成员函数或 class 的 friend 中使用该表达式，代码将编译但是 - 由于函数未定义 - 通常构建会失败（例如链接器由于未定义的函数而出错）。

Answer 3

使用 string_view 有帮助（有点）

从 C++17 开始，我们有 std::string_view class。正是为了这个 use-case，将 non-owning references-to-string-like-objects 传递给只读取字符串的函数。您应该认真考虑将其用于此类运算符。

现在，std:: string_view 有其自身的设置问题（参见：enough string_view to hang ourselves with），但在这里它会给您一个有用的警告。如果您更换：

    SayWhat& operator[](const std::string& s) {

和

    SayWhat& operator[](std::string_view s) {

你用--std=c++17 -Wall编译，你得到：

<source>: In function 'int main()':
<source>:16:11: warning: null argument where non-null required (argument 2) [-Wnonnull]
   16 |     ohNo[0]; // you didn't! this compiles.
      |           ^

防止采用 const std::string& 的函数接受 0

Prevent function taking const std::string& from accepting 0

c++

string

std

implicit-conversion

使用 string_view 有帮助（有点）