将字符串存储在 constexpr 结构中

Posted 2023-02-16

【中文标题】将字符串存储在 constexpr 结构中

【英文标题】：store a string in a constexpr struct

【发布时间】：2019-12-31 10:22:59

【问题描述】：

是否可以将字符串存储在constexpr 结构中：

到目前为止，我只能想出：

struct A

    constexpr A(std::string_view n): m_name(n)    
    constexpr auto name() return m_name; 

    std::string_view m_name; // This might become dangling!!
 

如果这个类只像这样使用，这显然是个好主意

A a = "Hello";
constexpr A b = "World";

不是这样的

auto makeA(std::string n)  return An; 
A a = makeA("Hello"); // Dangling internal std::string_view

我需要constexpr 在编译时构造结构。 是否有可能在运行时使其更安全，因为使用std::string_view，它不是。

【问题讨论】：

拍一个 "char_sequence"，像 operator ""_cs 这样的东西可能会有所帮助。

制作 2 个相似类型怎么样。一个是std::string_view，一个是std::string？在编译时使用std::string_view 类型，在其他时候使用std::string 类型。也许添加从编译时到运行时类型的隐式转换。

要使用 constexpr，您需要牢记编译器需要知道 constexpr 元素的最终值，否则它不能是 const。

【参考方案1】：

这并不是一个真正的安全问题，而是一个语义问题。没有什么能阻止你在编译时做同样的事情：

constexpr A blub()

    char str[] = "asdf";
    return  str ;

由于无法在核心常量表达式中调用此函数，因此包含此类代码的程序格式不正确，不需要诊断 [dcl.constexpr]/5，这实际上并不比在运行时…

编译时与否，你必须问自己一个问题：这个结构应该拥有一个字符串还是引用一个现有的字符串？我强烈建议不要让你的结构在运行时上下文中拥有一个字符串，并在编译时上下文中引用一个现有的字符串，即使你找到了一种在理论上实现这一点的方法。我们在这里讨论的是完全不同的语义。完全不同的语义通常应该由不同的类型更好地建模，而不是一种类型会根据上下文完全改变其含义……

如果你想让一个 constexpr 结构拥有一个字符串，你目前必须求助于一些 constexpr 字符串实现，例如，this one。由于您的问题标有c++20，请注意std::string 将可用于以C++20 [basic.string] 开头的constexpr 上下文。因此，在 C++20 中，您将能够让成员成为 std::string...

【讨论】：

"注意 std::string 可以在以 C++20 开头的 constexpr 上下文中使用" 除了这样的字符串不能在 constexpr 上下文之外生存。

【参考方案2】：

你可以这样做：

template<typename Char, Char... Cs>
struct CharSeq

    static constexpr const Char s[] = Cs..., 0; // The unique address
;

// That template uses the extension
template<typename Char, Char... Cs>
constexpr CharSeq<Char, Cs...> operator"" _cs() 
    return ;

如果您不能使用扩展名，请参阅String-interning at compiletime for profiling 的回答以使用 MAKE_STRING 宏（对于接受的字符串长度确实更冗长且硬编码限制）。

然后

struct A

    template <char ... Cs> 
    constexpr A(CharSeq<char, Cs...>) : m_name(CharSeq<char, Cs...>::s) 

    constexpr auto name() return m_name; 

    std::string_view m_name;
;

只有有效的用法类似于：

A a = "Hello"_cs;
constexpr A b = "World"_cs;