切换基于模板类型 C++ 的引用参数传递

Posted 2023-02-22

【中文标题】切换基于模板类型 C++ 的引用参数传递

【英文标题】：Toggle pass by reference parameter based on template type C++

【发布时间】：2020-08-16 19:55:54

【问题描述】：

我正在实现一个“starts_with”函数来检查一个字符串是否以某个前缀开头。我希望该函数能够互换地比较std::string 和std::string_view。我遇到的问题是当 std::string 作为参数传递时，我希望它通过引用传递，std::string_view 通过值传递。

目前我有这个设置：

#include <string_view>
#include <utility>

template <typename String>
struct string_type 
  using type = const String&;
;

template <>
struct string_type<std::string_view> 
  using type = const std::string_view;
;

template <typename String>
using string_type_t = typename string_type<String>::type;

template <typename String, typename Prefix>
bool string_starts_with(string_type_t<String> str, string_type_t<Prefix> pre) 
  if (pre.length() > str.length()) 
    return false;
  

  for (auto ch = std::pairstr.begin(), pre.begin();
       ch.second != pre.end();
       ++ch.first, ++ch.second) 
    if (*ch.first != *ch.second) 
      return false;
    
  

  return true;


int main() 
  using namespace std::string_view_literals;

  return string_starts_with("hello"sv, "hel"sv) ? 0 : 1;

但是 gcc 和 clang（已测试 here）无法推断出模板参数，我必须明确指定类型 string_starts_with<std::string_view, std::string_view>(..., ...)。

一个明显的解决方案是为std::string_view 提供重载，但我需要用基本相同的主体（string_starts_with(std::string, std::string)、string_starts_with(std::string, std::string_view)、string_starts_with(std::string_view, std::string_view)、string_starts_with(std::string_view, std::string)）实现 4 个不同的函数。这可能仍然是可管理的，但如果我想将另一个类似字符串的对象（例如 std::vector<char> 或 std::array<char> 引入 API）它就会变得无法管理。

【问题讨论】：

为什么不一直使用std::string_view 参数呢？它可以从 std::string

隐式构造

正如@IgorTandetnik 所说，只需string_view 即可。这也是 STL 对 starts_with 所做的事情。

完全忘记了！我想对于其他类似字符串的对象，我可以在函数调用中构造一个string_view。

template <typename String, typename Prefix> bool string_starts_with(const String& str, const Prefix& pre) ... 也不能为string_views 工作吗？为什么需要按值传递？

@TedLyngmo 我相信，由于string_view 只是一个指向开始的指针和一个大小，它可以打包到 2 个寄存器中（至少在某些 ABI 上），因此不会发生间接寻址，编译器可以更好地优化代码。

【参考方案1】：

嵌套类型别名会禁用演绎。因为编译器无法猜测嵌套参数可能定义在哪个类中。您可以定义特征模板和/或使用元编程结构（enable_if、if constexpr、concept/requires、static_assert.. .) 约束模板：

template<typename > 
struct str_ref_traits: std::false_type;
template<>
struct str_ref_traits<std::string&>: std::true_type;
template<>
struct str_ref_traits<std::string_view>: std::true_type;

template <typename S, typename P>
bool string_starts_with(S str, P pre) 
    static_assert(str_ref_traits<S>::value);
    static_assert(str_ref_traits<P>::value);
    if (pre.length() > str.length())
        return false;
    return std::equal(begin(pre), end(pre), begin(str));
;

当然，正如 cmets 中所述，std::string_view 可以处理 std::string - 设计使然。但是我想提一下嵌套类型别名不能推导出的一般规则。 其实std::type_identity的设计目标就是故意用作推理禁用器。

问候， 调频。