是否可以在编译时连接两个类型为const char *的字符串？

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显然，我们可以在一个constexpr函数中连接两个字符串文字，但是如何将一个字符串文字与另一个constexpr函数返回的字符串连接起来呢，如下面的代码所示？

template <class T>
constexpr const char * get_arithmetic_size()
{
    switch (sizeof(T))
    {
    case 1: return "1";
    case 2: return "2";
    case 4: return "4";
    case 8: return "8";
    case 16: return "16";
    default: static_assert(dependent_false_v<T>);
    }
}

template <class T>
constexpr std::enable_if_t<std::is_arithmetic_v<T>, const char *> make_type_name()
{
    const char * prefix = std::is_signed_v<T> ? "int" : "uint";
    return prefix; // how to concatenate prefix with get_arithmetic_size<T>() ?
}

static_assert(strings_equal(make_type_name<int>, make_type_name<int32_t>);

该代码使算术类型的与编译器无关的字符串标识符成为可能。

编辑1：

稍微复杂一点的示例是：

template<typename Test, template<typename...> class Ref>
struct is_specialization : std::false_type {};

template<template<typename...> class Ref, typename... Args>
struct is_specialization<Ref<Args...>, Ref> : std::true_type {};

template <class T>
constexpr std::enable_if_t<is_specialization<T, std::vector>::value || is_specialization<T, std::list>::value, const char *> make_type_name()
{
    return "sequence"; // + make_type_name<typename T::value_type>;
}

static_assert(strings_equal(make_type_name<std::vector<int>>(), make_type_name<std::list<int>>()));
c++  c++17 
— 德米特里亚诺
source
2
包含字节的std数组是否可以接受？否则，您可以使用宏和代码生成来执行此操作。
— Yakk-Adam Nevraumont
@ Yakk-AdamNevraumont是的，似乎没有比std::array（并且可能是可变参数模板）更好的解决方案
— Dmitriano
@ Yakk-AdamNevraumont连接std :: arrays：stackoverflow.com/questions/42749032/…，实时示例：wandbox.org/permlink/VA85KCTqxiyS2rKE
— Dmitriano
1
看来您实质上是在尝试手动滚动以达到与typeid操作员相同类型的结果。部分原因typeid是语言的一部分（例如，由专用的language关键字支持）而不是库函数，是因为其实现依赖于“编译器魔术”-如果没有实现的某些专用支持，则无法使用该语言来实现。
— 彼得
1
@Dmitriano是的，您可能会注意到我之前已经看过这个问题；）
— Yakk-Adam Nevraumont

Answers:

4

这是一个快速的编译时字符串类：

template<std::size_t N>
struct ct_str
{
    char state[N+1] = {0};
    constexpr ct_str( char const(&arr)[N+1] )
    {
        for (std::size_t i = 0; i < N; ++i)
            state[i] = arr[i];
    }
    constexpr char operator[](std::size_t i) const { return state[i]; } 
    constexpr char& operator[](std::size_t i) { return state[i]; } 

    constexpr explicit operator char const*() const { return state; }
    constexpr char const* data() const { return state; }
    constexpr std::size_t size() const { return N; }
    constexpr char const* begin() const { return state; }
    constexpr char const* end() const { return begin()+size(); }

    constexpr ct_str() = default;
    constexpr ct_str( ct_str const& ) = default;
    constexpr ct_str& operator=( ct_str const& ) = default;

    template<std::size_t M>
    friend constexpr ct_str<N+M> operator+( ct_str lhs, ct_str<M> rhs )
    {
        ct_str<N+M> retval;
        for (std::size_t i = 0; i < N; ++i)
            retval[i] = lhs[i];
        for (std::size_t i = 0; i < M; ++i)
            retval[N+i] = rhs[i];
        return retval;
    }

    friend constexpr bool operator==( ct_str lhs, ct_str rhs )
    {
        for (std::size_t i = 0; i < N; ++i)
            if (lhs[i] != rhs[i]) return false;
        return true;
    }
    friend constexpr bool operator!=( ct_str lhs, ct_str rhs )
    {
        for (std::size_t i = 0; i < N; ++i)
            if (lhs[i] != rhs[i]) return true;
        return false;
    }
    template<std::size_t M, std::enable_if_t< M!=N, bool > = true>
    friend constexpr bool operator!=( ct_str lhs, ct_str<M> rhs ) { return true; }
    template<std::size_t M, std::enable_if_t< M!=N, bool > = true>
    friend bool operator==( ct_str, ct_str<M> ) { return false; }
};

template<std::size_t N>
ct_str( char const(&)[N] )->ct_str<N-1>;

您可以像这样使用它：

template <class T>
constexpr auto get_arithmetic_size()
{
    if constexpr (sizeof(T)==1)
        return ct_str{"1"};
    if constexpr (sizeof(T)==2)
        return ct_str{"2"};
    if constexpr (sizeof(T)==4)
        return ct_str{"4"};
    if constexpr (sizeof(T)==8)
        return ct_str{"8"};
    if constexpr (sizeof(T)==16)
        return ct_str{"16"};
}

template <class T, std::enable_if_t<std::is_arithmetic<T>{}, bool> = true>
constexpr auto make_type_name()
{
    if constexpr (std::is_signed<T>{})
        return ct_str{"int"} + get_arithmetic_size<T>();
    else
        return ct_str{"uint"} + get_arithmetic_size<T>();
}

这导致如下语句：

static_assert(make_type_name<int>() == make_type_name<int32_t>());

通过。

现场例子。

现在一件令人讨厌的事情是缓冲区的长度在类型系统中。您可以添加一个length字段，并将N其设置为“缓冲区大小”，然后进行修改ct_str以仅复制最多length字节，并将尾随字节保留为0。然后覆盖common_type以返回最大值N两边。

这将允许您传递ct_str{"uint"}并ct_str{"int"}使用相同类型的值，并使实现代码少一些烦人。

template<std::size_t N>
struct ct_str
{
    char state[N+1] = {0};

    template<std::size_t M, std::enable_if_t< (M<=N+1), bool > = true>
    constexpr ct_str( char const(&arr)[M] ):
        ct_str( arr, std::make_index_sequence<M>{} )
    {}
    template<std::size_t M, std::enable_if_t< (M<N), bool > = true >
    constexpr ct_str( ct_str<M> const& o ):
        ct_str( o, std::make_index_sequence<M>{} )
    {}
private:
    template<std::size_t M, std::size_t...Is>
    constexpr ct_str( char const(&arr)[M], std::index_sequence<Is...> ):
        state{ arr[Is]... }
    {}
    template<std::size_t M, std::size_t...Is>
    constexpr ct_str( ct_str<M> const& o, std::index_sequence<Is...> ):
        state{ o[Is]... }
    {}
public:
    constexpr char operator[](std::size_t i) const { return state[i]; } 
    constexpr char& operator[](std::size_t i) { return state[i]; } 

    constexpr explicit operator char const*() const { return state; }
    constexpr char const* data() const { return state; }
    constexpr std::size_t size() const {
        std::size_t retval = 0;
        while(state[retval]) {
            ++retval;
        }
        return retval;
    }
    constexpr char const* begin() const { return state; }
    constexpr char const* end() const { return begin()+size(); }

    constexpr ct_str() = default;
    constexpr ct_str( ct_str const& ) = default;
    constexpr ct_str& operator=( ct_str const& ) = default;

    template<std::size_t M>
    friend constexpr ct_str<N+M> operator+( ct_str lhs, ct_str<M> rhs )
    {
        ct_str<N+M> retval;
        for (std::size_t i = 0; i < lhs.size(); ++i)
            retval[i] = lhs[i];
        for (std::size_t i = 0; i < rhs.size(); ++i)
            retval[lhs.size()+i] = rhs[i];
        return retval;
    }

    template<std::size_t M>
    friend constexpr bool operator==( ct_str lhs, ct_str<M> rhs )
    {
        if (lhs.size() != rhs.size()) return false;
        for (std::size_t i = 0; i < lhs.size(); ++i)
            if (lhs[i] != rhs[i]) return false;
        return true;
    }
    template<std::size_t M>
    friend constexpr bool operator!=( ct_str lhs, ct_str<M> rhs )
    {
        if (lhs.size() != rhs.size()) return true;
        for (std::size_t i = 0; i < lhs.size(); ++i)
            if (lhs[i] != rhs[i]) return true;
        return false;
    }
};

template<std::size_t N>
ct_str( char const(&)[N] )->ct_str<N-1>;

函数实现现在变为：

template <class T>
constexpr ct_str<2> get_arithmetic_size()
{
    switch (sizeof(T)) {
        case 1: return "1";
        case 2: return "2";
        case 4: return "4";
        case 8: return "8";
        case 16: return "16";
    }

}

template <class T, std::enable_if_t<std::is_arithmetic<T>{}, bool> = true>
constexpr auto make_type_name()
{
    constexpr auto base = std::is_signed<T>{}?ct_str{"int"}:ct_str{"uint"};
    return base + get_arithmetic_size<T>();
}

这很多写的更自然。

现场例子。

— Yakk-亚当·内夫罗蒙特
source
凉！这是更好地使用else在get_arithmetic_size与if constexpr即使你做了return，因为没有else断言dependent_false_v<T>将失败。
— Dmitriano
第二种选择非常酷！
— Dmitriano
4

不，这是不可能的。您可以实现类似下面的内容（它是C ++ 14）。

#include <cmath>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <type_traits>

constexpr const char* name[] = {
  "uint1", "uint2", "uint4", "uint8", "uint16",
  "int1",  "int2",  "int4",  "int8",  "int16"
};

template <class T>
constexpr std::enable_if_t<std::is_arithmetic<T>::value, const char *> make_type_name() {
  return name[std::is_signed<T>::value * 5 +
    static_cast<int>(std::log(sizeof(T)) / std::log(2) + 0.5)];
}

static_assert(std::strcmp(make_type_name<int>(), make_type_name<int32_t>()) == 0);

int main() {
  std::cout << make_type_name<int>();
  return 0;
}

https://ideone.com/BaADaM

如果您不喜欢使用<cmath>，则可以替换std::log：

#include <cstring>
#include <iostream>
#include <type_traits>

constexpr const char* name[] = {
  "uint1", "uint2", "uint4", "uint8", "uint16",
  "int1",  "int2",  "int4",  "int8",  "int16"
};

constexpr size_t log2(size_t n) {
  return (n<2) ? 0 : 1 + log2(n/2);
}

template <class T>
constexpr std::enable_if_t<std::is_arithmetic<T>::value, const char *> make_type_name() {
  return name[std::is_signed<T>::value * 5 + log2(sizeof(T))];
}

static_assert(std::strcmp(make_type_name<int>(), make_type_name<int32_t>()) == 0);

int main() {
  std::cout << make_type_name<int>();
  return 0;
}
— SM
source
std::log对我来说太复杂了，需要一些通用技术来连接字符串
— Dmitriano
这是一个constexpr，也不用担心std::log()。您可以替换它，但是代码将被放大，
— SM
你有一个EDIT1的例子吗？
— 德米特里亚诺
4
就我所知，std::log也不std::strcmp保证是constexpr。实际上，该标准明确禁止它们constexpr自C ++ 14起出现。因此，您的代码实际上利用了非标准扩展。
— LF
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