用户为std::integral_constant定义的文字

Question

我创建了一个用户定义的文本_c，以将“整数”文本转换为std::integral_constant。基本上，目标是允许用户编写std::integral_constant实例而不使用通常的样板。以下是实现：

#include <type_traits>

template<typename T, typename U>
constexpr auto pow_helper(T acc, T value, U times)
    -> T
{
    return (times > 1) ?
        pow_helper(acc*value, value, times-1) :
            acc;
}

// Compile-time pow function, only works with
// an unsigned integer exponent
template<typename T, typename U>
constexpr auto pow(T value, U exponent)
    -> T
{
    return (exponent == 0) ? 1 :
        (exponent > 0) ? pow_helper(value, value, exponent) :
            1 / pow_helper(value, value, -exponent);
}

// Structure to parse an integer literal
template<typename Integral, char C, char... Digits>
struct parse
{
    static constexpr Integral value =
        parse<Integral, C>::value * pow(10u, sizeof...(Digits))
        + parse<Integral, Digits...>::value;
};

// Specialization of parse to parse a single
// decimal digit
template<typename Integral, char C>
struct parse<Integral, C>
{
    static_assert(C >= '0' && C <= '9',
                  "only characters in range 0..9 are accepted");

    static constexpr Integral value = C - '0';
};

// User defined literal for std::integral_constant
template<char... Digits>
constexpr auto operator"" _c()
    -> std::integral_constant<int, parse<int, Digits...>::value>
{
    return {};
}

使用这个文本，wirting 42_c生成一个std::integral_constant<int, 42>实例。下面是一个小的工作示例：

int main()
{
    std::cout << 45_c << '\n';   // prints 45
    std::cout << -23_c << '\n';  // prints -23

    static_assert(std::is_same<decltype(58_c), std::integral_constant<int, 58>>::value, "");
}

为了生成其他积分常量，我计划添加用户定义的文本_cl、_cll、_cu、_cul和_cull whoe实现完全相同，只有结果类型不同。

是否有办法改进这段代码并/或使其更简洁或更地道？我错过了一些潜在的缺陷吗？

Answer 1

使用"fat“模板

我会尽量避免在有别名模板或constexpr函数的优雅的替代解决方案时使用成熟的类模板。请注意，我没有度量这一点，因此，可以使用少量的盐分:轻量级的constexpr函数和别名模板可以更快地实例化。使用constexpr函数可以将实例化的数量减少到至少1(文字操作符模板)或两个(具有单个模板类型参数的constexpr函数模板)。

算法

通过更改操作顺序，您可以完全摆脱pow函数(模板)：将当前结果传递到下一步，然后乘并添加。换挡(在基地10)将在飞行中进行。

素描：

constexpr int combine(int p)
{
    return p;
}

template<class... TT>
constexpr int combine(int val, int p0, TT... pp)
{
    return combine(val*10 + p0, pp...);
}

constexpr int parse(char C)
{
    return (C >= '0' && C <= '9')
           ? C - '0'
           : throw std::out_of_range("only decimal digits are allowed");
}

template<char... Digits>
constexpr auto operator"" _c()
-> std::integral_constant<int, combine(0, parse(Digits)...)>
{
    return {};
}

在其他碱基中的文字

您的解析函数目前拒绝十六进制、八进制和C++1y二进制文本，以及C++1Y的数字分隔符。支持基数< 10是相当简单的，因为你只需要改变“移动”因素。即乘以8或2，而不是10。对于基数16，还需要在字符->数字转换中添加一些代码。IIRC，不能保证这些字母在基本执行字符集(相对于数字)中是连续的，因此这可能是相当痛苦的切换或查找表。此外，上/下大小写。

自动增长文字类型

正常的C++文本会根据其值自动调整其类型。如果他们不适合一个int，他们会尝试long，long long等。也许其中一个用户定义的文字应该模仿这种行为，以方便。

算子

不幸的是，StdLib没有为std::integral_constant提供运算符。因此，-23_c将不是std::integral_constant<int, -23>，而是int (通过隐式转换运算符)。我觉得很奇怪。

考虑使用自定义类型，可能从/可转换到std::integral_constant，并为这种类型提供(元编程)运算符。

旁注：

lit<45>更容易实现：

template<std::uintmax_t N>
using lit = std::integral_constant<std::uintmax_t, N>;