各种模板函数的函数模板专门化(printf)

Question

我尝试改进一些Arduino C++11代码:尝试创建一个类似printf的函数，专门处理字符串，这样我就不必在使用它的地方调用c_str()。基本上，对于任何内置类型，如等，我只想以-is传递arg，对于字符串，pass返回c_str()。遇到了一些障碍，所以我在一些在线编译器中尝试了这一点。起点是这样的，使用std::string而不是String：

#include <string>

class SerialOut {
public:
    template<class ...Ts>
    static void error(const char* msg, Ts... args) {
        printf(msg, args...);
    }
};

int main() {
    std::string greeting("hi");
    SerialOut::error("Message %d %s\n", 1, greeting.c_str());
}

因此，我尝试创建一个函数模板，该模板只返回它获得的值，并对std：：string进行专门化：

#include <string>

template <typename T, typename R=T> R raw(T& x) {return x;}
template <> const char* raw<>(std::string& x) {return x.c_str();}

class SerialOut {
public:
    template<class ...Ts>
    static void error(const char* msg, Ts... args) {
        printf(msg, raw(args)...);
    }
};

int main() {
    std::string greeting("hi");
    SerialOut::error("Message %d %s\n", 1, greeting);
}

当我在https://repl.it/languages/cpp11中运行这个程序时，会得到一个编译错误：

clang version 7.0.0-3~ubuntu0.18.04.1 (tags/RELEASE_700/final)
 clang++-7 -pthread -std=c++11 -o main main.cpp
main.cpp:10:25: error: cannot pass object of non-trivial type
      'std::__cxx11::basic_string<char>' through variadic function; call will abort at
      runtime [-Wnon-pod-varargs]
            printf(msg, raw(args)...);
                        ^
main.cpp:16:20: note: in instantiation of function template specialization
      'SerialOut::error<int, std::__cxx11::basic_string<char> >' requested here
        SerialOut::error("Message %d %s\n", 1, greeting);
                   ^
1 error generated.
compiler exit status 1

对于编译器，没有错误，但是没有选择raw()专门化，因此用于问候的输出是垃圾。

在Arduino IDE中，我得到了一个稍微不同的错误(当然，在用字符串替换std::string之后)：

sketch\mqtt.cpp.o: In function `char const* raw<String, char const*>(String&)':

sketch/utils.h:15: multiple definition of `char const* raw<String, char const*>(String&)'

sketch\Thermistor.cpp.o:sketch/utils.h:15: first defined here

sketch\sketch.ino.cpp.o: In function `char const* raw<String, char const*>(String&)':

sketch/utils.h:15: multiple definition of `char const* raw<String, char const*>(String&)'

sketch\Thermistor.cpp.o:sketch/utils.h:15: first defined here

我尝试了几个关于raw()函数的变体，但都没有用。我想我只是缺少了一个微妙之处，或者在C++11中不可能做到这一点。

Update：我找到了变量宏:不能通过“.”传递非复制类型的对象。，其中一个答案在C++14中解决了上述问题(基本上使用decltype(auto)和重载而不是专门化)。我在它上添加了一个细微的变化，它在C++11中也能工作，与“内联”一样，它也可以在Arduino C++中工作(在重载中没有“内联”，上面关于多个定义的消息-原来这是一个链接器消息，所以它可以编译，我猜Arduino变体不会像其他编译器那样内联“明显内联”函数)。

Answer 1

一些类似的东西，也许：

template <typename T>
struct SerialHelper {
    static T raw(T val) { return val; }
};

template <>
struct SerialHelper<std::string> {
    static const char* raw(const std::string& val) { return val.c_str(); }
};


class SerialOut {
public:
    template<class ...Ts>
    static void error(const char* msg, Ts... args) {
        printf(msg, SerialHelper<Ts>::raw(args)...);
    }
};

演示

Answer 2

基于变量宏:不能通过“.”传递非复制类型的对象。，我让它处理这个非常简单的更改，它适用于C++11和Arduino C++：

#include <string>

template <typename T> T raw(const T& x) {return x;}
inline const char* raw(const String& x) {return x.c_str();}

class SerialOut {
public:
    template<class ...Ts>
    static void error(const char* msg, Ts... args) {
        printf(msg, raw(args)...);
    }
};

int main() {
    std::string greeting("hi");
    SerialOut::error("Message %d %s\n", 1, greeting);
}

感谢@IgorTandetnik的评论，原因很清楚。