将 C 风格的数组传递给 `span<T>`

Question

C++20引入了std::span，它是一个类视图对象，可以接受连续的序列，比如C风格的数组，std::array，std::vector. C 风格数组的一个常见问题是它在传递给函数时会衰减为指针。这样的问题可以用std::span:

来解决

size_t size(std::span<int> s)
{
    return s.size();
}

int main()
{
    std::array arr = {1,2,3,4,5};
    std::vector vec = {1,2,3,4,5};
    auto il = {1,2,3,4,5};
    int c_arr[] = {1,2,3,4,5};
    std::cout << size(arr) << size(vec) << size(il) << size(c_arr);
}

这将按预期打印 5555。但是，size 可能不应该只接收 int 的容器。相反，它应该接受任何类型的容器。但是，将 size 更改为接受 std::span<T> 的模板函数后，它无法再成功替换 C 样式数组，而其他可以：

template<typename T>
size_t size(std::span<T> s)
{
    return s.size();
}

int main()
{
    std::array arr = {1,2,3,4,5};
    std::vector vec = {1,2,3,4,5};
    auto il = {1,2,3,4,5};
    int c_arr[] = {1,2,3,4,5};
    std::cout << size(arr) << size(vec) << size(il) << size(c_arr);
                                                       ^^^^^^^^^^^
    // error: no matching function for call to 'size(int [5])'
    // note: template argument deduction/substitution failed:
    // note: mismatched types 'std::span<_Type, 18446744073709551615>' and 'int*'
}

Godbolt

这是正确的行为吗？如果是这样，有没有办法接受带有 span<T> 的 C 样式数组？

Answer 1

问题不在于为什么 int[] 会失败，而在于为什么它适用于所有其他类型！不幸的是，您已成为 ADL 的牺牲品，它实际上调用的是 std::size 而不是您编写的 size 函数。这是因为您的函数的所有重载都失败了，因此它会在第一个参数的命名空间中查找匹配函数，并在其中找到 std::size。重新运行您的程序，将函数重命名为其他名称：

template<typename T>
size_t my_size(std::span<T> s)
{
    return s.size();
}

在 GCC 12 上我得到

prog.cc:18:25: error: no matching function for call to 'my_size(std::array<int, 5>&)'
   18 |     std::cout << my_size(arr) << my_size(vec) << my_size(il) << my_size(c_arr);
      |                  ~~~~~~~^~~~~
prog.cc:7:8: note: candidate: 'template<class T> size_t my_size(std::span<_Type, 18446744073709551615>)'
    7 | size_t my_size(std::span<T> s)
      |        ^~~~~~~
prog.cc:7:8: note:   template argument deduction/substitution failed:
prog.cc:18:25: note:   'std::array<int, 5>' is not derived from 'std::span<_Type, 18446744073709551615>'
   18 |     std::cout << my_size(arr) << my_size(vec) << my_size(il) << my_size(c_arr);
      |                  ~~~~~~~^~~~~

加上所有其他类型的类似错误。如果您的问题是为什么会失败；那么简短的回答是模板类型推导比常规类型推导严格得多，所以除非你给它一个完全匹配（或多或少），否则它会失败。有关更详细的解释，请阅读类似的问题，例如处理类似的问题。

Answer 2

好吧，正如，您编写的函数不适用于任何这些类型。您可以尝试传递从您的容器创建的跨度，如下所示：

std::cout << getSize(std::span(arr));
std::cout << getSize(std::span(vec.begin(), vec.end()));
std::cout << getSize(std::span(il.begin(), il.end()));
std::cout << getSize(std::span(c_arr));

或者您也可以为 C 风格数组和标准容器模板化您的函数：

// For std containers
template<class T>
size_t getSize(T myContainer)
{
    return std::span(myContainer.begin(), myContainer.end()).size();
}

// For c-style arrays
template<typename T, int n>
size_t getSize(T (&myArray)[n])
{
    return std::span<T>(myArray).size();
}

将 C 风格的数组传递给 `span<T>`

Passing a C-style array to `span<T>`

c++

c++20