如何在C++17中定义用户自定义字符串字面量操作符模板？

Question

如何在C++17中定义用户自定义字符串字面量操作符模板？

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根据我的C++17（16.5.8 [over.literal]）(草案)版本以及cppreference.com，C++17应该支持用户定义字符串字面值的模板化操作符。

具体来说：

template <char...>
double operator "" _pi() {
    return 0.;
}

int main() {
  "test"_pi;
}

然而，gcc和clang都对我大喊大叫：

// gcc -Wall -Wextra -pedantic -std=c++17
error: no matching function for call to 'operator""_pi<char, 't', 'e', 's', 't'>()'
    7 |   "test"_pi;
      |   ^~~~~~~~~
note: candidate: 'template<char ...<anonymous> > double operator""_pi()'
    2 | double operator "" _pi() {

// clang -Wall -Wextra -pedantic -std=c++17
error: no matching literal operator for call to 'operator""_pi' with arguments of types 'const char *' and 'unsigned long', and no matching literal operator template

(在线演示)

他们似乎都想引导我使用以下模板，这个模板曾被短暂地认为是C++17的一部分，但据我了解并没有成为其中的一部分：

template <typename T, T...>
double operator "" _pi() {
    return 0.;
}

然而，gcc和clang都正确地发出了警告，指出这是一种非标准扩展，但它们编译得正确。gcc和clang都声称完全支持C++17核心语言。

我做错了什么？我的初稿和cppreference.com不准确吗？我目前无法访问最终的标准版本。

使用情况

我的使用情况是要实现以下内容，这就是为什么我需要编译时信息的原因。

template <char... cs>
constexpr auto operator "" _a() {
  return std::array<char, sizeof...(cs)>({cs...});
}
// "Hello"_a creates a std::array<char,5>

- bitmask

请参阅是否可能为字符串字面值创建模板化的用户定义字面值（字面后缀）？。 - cpplearner

@cpplearner 很有趣。但这似乎是一个 C++17 之前的答案，在那个时候，它确实不是标准的一部分。 - bitmask

1个回答

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- NathanOliver · Accepted Answer

char... 用户定义字面量不适用于字符串。它被称为数字字面量运算符模板，允许您拥有一个字面量运算符，将您使用的数字扩展为模板运算符的 Pack。例如，您可以像这样使用该运算符：

1234_pi

并且这将解析为调用

operator "" <'1', '2', '3', '4'> _pi()

现有的C++17标准无法满足您的需求。

为了实现这一点，您需要升级到C++20。在C++20中，您可以使用一个用户定义类型来构造一个字符串字面值，并使用它来构建 std::array 数组。这就是所谓的字符串字面值操作模板。

示例如下：

template<std::size_t N>
struct MakeArray
{
    std::array<char, N> data;
    
    template <std::size_t... Is>
    constexpr MakeArray(const char (&arr)[N], std::integer_sequence<std::size_t, Is...>) : data{arr[Is]...} {}
 
    constexpr MakeArray(char const(&arr)[N]) : MakeArray(arr, std::make_integer_sequence<std::size_t, N>())
    {}
};
 
template<MakeArray A>
constexpr auto operator"" _foo()
{
    return A.data;
}

然后

"test"_foo;

这将会被解析为一个 std::array<char, 5>。如果您不希望在数组中有空终止符，则只需要在使用char const(&arr)[N]部分以外的所有地方将N减去1。

如果您不能使用C++20，可以将其转换为一些函数，例如

template <std::size_t N, std::size_t... Is>
constexpr auto as_array_helper(const char (&arr)[N], std::integer_sequence<std::size_t, Is...>)
{
    return std::array<char, N>{arr[Is]...};
}

template <std::size_t N>
constexpr auto as_array(const char (&arr)[N])
{
    return as_array_helper(arr, std::make_integer_sequence<std::size_t, N>());
}

然后你可以像这样使用它

as_array("test")