在编译时将const char *转换为const char_type *

Question

请考虑以下代码：

using char_type = /*implementation defined*/;

void foo(const char_type*);

int main()
{
    foo("Hello World!");
}

字符串字面量"Hello World!"是一个const char*，根据实现方式，它可能无法转换为const char_type*。我希望我的代码在不同的实现之间具有可移植性，因此我想定义一个字面量来逐个字符进行转换（这种类型的转换被保证可以工作）。

consteval const char_type* operator"" _s(const char*, size_t);

然后像这样使用 foo("Hello World!"_s)。但是我能想到的唯一实现方式是使用new来分配空间和std::copy，但这会非常慢。我希望能在编译时进行转换，幸运的是我可以使用C++20和consteval关键字来确保对该函数的调用始终产生一个常量表达式（用户定义的字面量仍然是普通函数，它们可以在运行时调用）。有什么好的实现方法吗？

- user7769147

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也许可以使用模板，例如 std::basic_string 用于处理不同的字符类型？你也可以采用微软的方式，使用宏自动添加适当的前缀到所有字符串字面量中，例如 #define T(s) L ## s 或类似的方式，然后使用 foo(T("Hello world"))。 - Some programmer dude

如果T和U不相等，则无法将std::basic_string<T>转换为std::basic_string<U>，此外它不能在编译时使用。我从未听说过这种微软的方式，它是如何工作的？ - user7769147

指针需要内存来指向。consteval函数不能神奇地从无处产生内存。 - n. m.

@n. '代词' m. 实际上使用模板，例如可以在编译时连接字符串。 这个答案 解释了如何做到这一点，即使它只适用于 std::string_view 的左值。 - user7769147

嗯，看起来需要使用非类型模板参数，但这在所有地方都还没有实现。 - n. m.

Answer 1

这种转换可以通过两个步骤来实现：首先，在编译时构造函数中声明一个类，该类可以将const char *转换为char_type数组；其次，使用该类在用户定义的字面值中：

#include <algorithm>

template<std::size_t N>
struct string_convert {
    char_type str[N] = {};

    consteval string_convert(const char (&s)[N]) {
        std::copy(s, s + N, str);
    }
};

template<string_convert SC>
consteval auto operator ""_s()
{
    return SC.str;
}

此接口允许以下用法：

void foo(const char_type *s);

foo("Hello, world!"_s);

在 Godbolt 上试试它。请注意，无论是 string_convert 还是用户定义的文字都不会出现在反汇编中; 剩下的仅是转换后的数组。

- clyne

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太棒了！你还可以将构造函数改为 consteval string_convert(const char(&s)[N])，这样就可以省略推导指南。 - user7769147