使用“constexpr”将字符串字面值用作模板参数

Question

使用“constexpr”将字符串字面值用作模板参数

c++templatesc++11string-literalsconstexpr

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我已经写了一些代码，使用constexpr将const char *转换为int，因此我可以使用const char *作为模板参数。这是代码：

#include <iostream>

class conststr
{
    public:
        template<std::size_t N>
        constexpr conststr(const char(&STR)[N])
        :string(STR), size(N-1)
        {}

        constexpr conststr(const char* STR, std::size_t N)
        :string(STR), size(N)
        {}

        constexpr char operator[](std::size_t n)
        {
            return n < size ? string[n] : 0;
        }

        constexpr std::size_t get_size()
        {
            return size;
        }

        constexpr const char* get_string()
        {
            return string;
        }

        //This method is related with Fowler–Noll–Vo hash function
        constexpr unsigned hash(int n=0, unsigned h=2166136261)
        {
            return n == size ? h : hash(n+1,(h * 16777619) ^ (string[n]));
        }

    private:
        const char* string;
        std::size_t size;
};

// output function that requires a compile-time constant, for testing
template<int N> struct OUT
{
    OUT() { std::cout << N << '\n'; }
};

int constexpr operator "" _const(const char* str, size_t sz)
{
    return conststr(str,sz).hash();
}

int main()
{
    OUT<"A dummy string"_const> out;
    OUT<"A very long template parameter as a const char*"_const> out2;
}

在这个示例代码中，out的类型是OUT<1494474505>，而out2的类型是OUT<106227495>。这段代码背后的魔法是conststr::hash()，它是一个使用FNV哈希函数的constexpr递归函数。因此，它为const char*创建了一个整数哈希值，希望这是唯一的。

我有一些关于这种方法的问题：

这是一种安全的使用方式吗？或者在特定情况下，这种方法可能会产生一些问题吗？
你能否编写更好的哈希函数，使每个字符串都创建不同的整数，而不限制字符数?（在我的方法中，长度足够长）
你能否编写一段代码，通过conststr将const char*隐式转换为int constexpr，从而我们将不需要美观丑陋（而且也浪费时间）的_const用户定义的字符串字面量？例如OUT<"String">将是合法的（并将"String"转换为整数）。

非常感谢您的帮助。

- Equalities of polynomials

如果我的回答“解决”了您的问题，可以将其标记为已接受吗？否则，您可以再次对其进行评论！ - Synxis

哦，抱歉，我总是忘记这样做 :) - Equalities of polynomials

2个回答

9

这里是我用于模板常量字符串参数的模式：


class F {
  static constexpr const char conststr[]= "一些常量字符串";
  TemplateObject<conststr> instance;
};

参见： https://dev59.com/uWMl5IYBdhLWcg3w5aaQ#18031951

- h4ck3rm1k3

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

- Synxis · Accepted Answer

尽管您的方法非常有趣，但它实际上并不是将字符串字面值作为模板参数传递的方法。事实上，它是基于字符串字面值生成模板参数的生成器，这并不相同：您无法从hashed_string中检索字符串。这有点破坏了模板中字符串字面值的整个兴趣。

编辑：在哈希使用字母加权和时，以下内容是正确的，这在OP的编辑之后已不再是情况。

You can also have problems with your hash function, as stated by mitchnull's answer. This may be another big problem with your method, the collisions. For example:
// Both outputs 3721
OUT<"0 silent"_const> out;
OUT<"7 listen"_const> out2;

据我所知，在当前标准中，你无法直接将字符串字面值传递为模板参数。但是，你可以“伪造”它。以下是我通常使用的方法：

struct string_holder              //
{                                 // All of this can be heavily optimized by
    static const char* asString() // the compiler. It is also easy to generate
    {                             // with a macro.
        return "Hello world!";    //
    }                             //
};                                //

然后，我通过类型参数传递“假字符串文字”：

template<typename str>
struct out
{
    out()
    {
        std::cout << str::asString() << "\n";
    }
};

编辑2：您在评论中提到，您使用此方法来区分类模板的多个特化。您展示的方法对此有效，但您也可以使用标签：

// tags
struct myTag {};
struct Long {};
struct Float {};

// class template
template<typename tag>
struct Integer
{
    // ...
};
template<> struct Integer<Long> { /* ... */ };

// use
Integer<Long> ...;  // those are 2
Integer<Float> ...; // different types