如果可能，尝试对字符串进行静态断言，或者在不是时回退到运行时检查

Posted 2023-02-16

【中文标题】如果可能，尝试对字符串进行静态断言，或者在不是时回退到运行时检查

【英文标题】：try to do a static assertion on a string if possible or fallback to a runtime check when it's not

【发布时间】：2015-11-24 16:05:17

【问题描述】：

我有一个名为 databaseManager 的类，它可以打开受保护和共享的数据库。如果数据库的名称以“#”开头，您就可以知道它是受保护的。 我也有两种方法：

openProtectedDatabase(QString name)（私有方法） openSharedDatabase(QString name)（公共方法）

因为 99.99% 的时间用户会像这样使用openSharedDatabase：

openSharedDatabase("I_m_a_database")

在这种特定情况下，我想在编译时检查他是否有权这样做（理解字符串开头没有"#"）。所以我可以立即抛出错误。

这是我开始做的：

bool DatabaseManager::isDatabaseProtected(QString name) 
    return name[0] == '#';


CollaoDatabase &DatabaseManager::openSharedDatabase(QString name)

//if a static assertion is possible
//static_assert(static_assertion_possible(name) && isDatabaseProtected(name), "this database name is protected")

//run time check 
if (isDatabaseProtected(name)) 
    qWarning() << name + " is a protected database";
    return nullptr;


return openProtectedDatabase(name);

【问题讨论】：

如果您可以使用StaticString 将宏转为openSharedDatabase(StaticString("I_m_a_database")); 之类的调用以将文字字符串转换为std::interger_sequence<char, ..>，那么您可以在编译时检查参数的内容...

【参考方案1】：

这是不可能的，因为static_assert 需要一个返回整数值的编译时常量 表达式。编译器无法知道 QString 中的内容，因此无法静态断言它是正常的。

可以做到，但您需要使用自定义的字符串类，该类在编译时接受文字，不允许突变，并为所有成员函数使用constexpr。鉴于此包装器实现为类myString，执行static_assert 的代码将如下所示：

constexpr unsigned beginsWithHash(myString str)

    return str.size() > 0 && str[0] == "#";

static_assert(beginsWithHash(dbname), "DB Name must begin with #");

Here's 更多详情。

编辑：代表@jarod42 的评论，我应该补充一点，您不能将参数从封闭函数传递给beginsWithHash，除非封闭函数也是一个constexpr。需要给它一个直接的字符串文字。你需要做一些时髦的预处理器魔法和/或一些仿函数技巧，让它按照你想要的方式运行，并且看起来/感觉干净。

【讨论】：

不幸的是，参数不是constexpr，所以使用提供的代码，OP 可以做到static_assert(beginsWithHash("I_m_a_database"), "DB Name must begin with #");。

【参考方案2】：

好的，多亏了您的建议，我终于得到了（某种）我想做的事情。我使用了这个问题的答案：Conveniently Declaring Compile-Time Strings in C++ 创建了一个编译时字符序列，现在有两个重载：

template <typename ct_str> inline CollaoDatabase &openSharedDatabase() inline CollaoDatabase openSharedDatabase(QString name)

第一个是这样使用的（这个做一个静态断言）：

openSharedDatabase<CT_STR("#I_m_a_protected_name")>();

第二个像这样（这个做运行时检查）：

openSharedDatabase("Hithere");

代码如下：

#define MACRO_GET_1(str, i) \
    (sizeof(str) > (i) ? str[(i)] : 0)

#define MACRO_GET_4(str, i) \
    MACRO_GET_1(str, i+0),  \
    MACRO_GET_1(str, i+1),  \
    MACRO_GET_1(str, i+2),  \
    MACRO_GET_1(str, i+3)

#define MACRO_GET_16(str, i) \
    MACRO_GET_4(str, i+0),   \
    MACRO_GET_4(str, i+4),   \
    MACRO_GET_4(str, i+8),   \
    MACRO_GET_4(str, i+12)

#define MACRO_GET_64(str, i) \
    MACRO_GET_16(str, i+0),  \
    MACRO_GET_16(str, i+16), \
    MACRO_GET_16(str, i+32), \
    MACRO_GET_16(str, i+48)

#define CT_STR(str) ct_string<MACRO_GET_64(str, 0), 0>

template <char firstL, char... letters>
struct ct_string
    static char const * c_str() 
        static constexpr char string[]=firstL, letters...,'\0';
        return string;
    
    static constexpr char first() 
        return firstL;
    
;

inline bool isDatabaseProtected(QString name)
    return name[0] == '#';

template<typename ct_str> static constexpr inline bool isDatabaseProtected() 
    return ct_str::first() == '#';

inline CollaoDatabase &openSharedDatabase(QString name)
    if (isDatabaseProtected(name)) 
        qWarning() << name + " is a protected database";
    

    return openProtectedDatabase(name);


template <typename ct_str> inline CollaoDatabase &openSharedDatabase() 
    static_assert(!isDatabaseProtected<ct_str>(), "you are trying to open a protected database");
    return openProtectedDatabase(QString(ct_str::c_str()));