来自模板参数的字符串的 constexpr 长度答案

【问题标题】：constexpr length of a string from template parameter来自模板参数的字符串的 constexpr 长度
【发布时间】：2017-03-03 22:34:55
【问题描述】：

我正在尝试使用 C++11 获取作为模板参数传递的字符串的长度。以下是我目前发现的：

#include <iostream>
#include <cstring>
extern const char HELLO[] = "Hello World!!!";

template<const char _S[]>
constexpr size_t len1() { return sizeof(_S); }

template<const char _S[]>
constexpr size_t len2() { return std::strlen(_S); }

template<const char _S[], std::size_t _Sz=sizeof(_S)>
constexpr size_t len3() { return _Sz-1; }

template<unsigned int _N>
constexpr size_t len5(const char(&str)[_N])
{
    return _N-1;
}

int main() {
    enum {
        l1 = len1<HELLO>(),
        // l2 = len2<HELLO>() does not compile
        l3 = len3<HELLO>(),
        l4 = len3<HELLO, sizeof(HELLO)>(),
        l5 = len5(HELLO),
    };
    std::cout << l1 << std::endl;  // outputs 4
    // std::cout << l2 << std::endl;
    std::cout << l3 << std::endl; // outputs 3
    std::cout << l4 << std::endl; // outputs 14
    std::cout << l5 << std::endl; // outputs 14
    return 0;
}

我对结果不是很惊讶，我知道在 len1() 和 len2() 的情况下，数组的大小会丢失，尽管信息在编译时存在。

有没有办法将有关字符串大小的信息也传递给模板？比如：

template<const char _S[unsigned int _N]>
constexpr size_t len6() { return _N-1; }

[根据上下文和意图进行编辑] 我放弃了在编译时连接一组字符串的尝试，所以我试图在初始化时进行。写类似a().b().c().str() 的东西会输出"abc" 而a().b().str() 会输出"ab"

使用模板，a().b() 创建一个 B 类型，其父类型为 A。 a().b().c() 创建一个类型 C，其父类型为 B，其父类型为 A，等等。

给定一个类型 B 和一个父 A，这是一个独特的类型，它可以有自己的静态缓冲区来保存连接（这就是为什么 l5 不适合我）。然后我可以在静态缓冲区中连续地每一个 strcpy 。我不想使用动态分配的缓冲区，因为此时不必配置我的分配器。

该缓冲区的大小应该足够大以容纳与A 关联的字符串以及与B 关联的字符串是我想要弄清楚的。如果我明确地将 sizeof() 作为一个额外的模板参数（就像上面 sn-p 中的 l4 所做的那样），我可以让它工作，但这会使整个代码阅读起来很繁琐，使用起来也很麻烦。

[编辑 2] 我标记了最有帮助的答案 - 但 Yakk 的答案在 gcc 上也很好，但它没有用 Visual Studio 编译。

我在这一点上的理解是，我们不能依靠 const char [] 与外部链接来提供它们的大小。它可以在本地工作（如果模板与符号在同一单元中编译），但如果const char[] 在要在多个地方使用的头文件中，它将无法工作。

所以我放弃了尝试从 const char* 模板参数中提取长度，并决定使用l4，其中sizeof() 也提供给模板参数。

对于那些好奇整个事情结果如何的人，我在 ideone 上粘贴了一个完整的工作示例：http://ideone.com/A0JwO8

我现在可以在初始化时写入Path<A>::b::c::path() 并在静态缓冲区中获取相应的"b.c" 字符串。

【问题讨论】：

你的len5怎么了？这不正是你想要的吗？
你可以这样做：template<typename T, const T& value> struct s; template<typename T, std::size_t N, const T (&value)[N]> struct s<const T[N], value> s {/*..*/};（在c++17中用<auto value>简化）。
@SergeyA len5 确实给出了正确的结果，但它不是一种类型。这是对需要实际类型的更复杂问题的简化。
你真正想要解决的问题是什么？
动态分配缓冲区有什么问题（因此在编译时不关心其大小）？

标签： c++ string c++11 templates string-length

【解决方案1】：

constexpr std::size_t length( const char * str ) {
  return (!str||!*str)?0:(1+length(str+1));
}

template<const char * String>
constexpr size_t len() { return length(String); }

extern constexpr const char HELLO[] = "Hello World!!!";

live example。在 C++14 中不需要递归。

【讨论】：

感谢您的建议 - 虽然您的建议确实会给我提供工作空间并且 gcc 似乎对此感到满意，但视觉工作室抱怨 extern constexpr const char HELLO[] 具有内部链接。如果我删除 constexpr，它具有外部链接，但是 length() 不再是 constexpr...

【解决方案2】：

在编译时连接字符串，
使用 gnu 扩展，您可以这样做：

template<typename C, C...cs> struct Chars
{
    using str_type = C[1 + sizeof...(cs)];
    static constexpr C str[1 + sizeof...(cs)] = {cs..., 0};

    constexpr operator const str_type&() const { return str; }
};

template<typename C, C...cs> constexpr C Chars<C, cs...>::str[1 + sizeof...(cs)];

// Requires GNU-extension
template <typename C, C...cs>
constexpr Chars<C, cs...> operator""_cs() { return {}; }

template <typename C, C...lhs, C...rhs>
constexpr Chars<C, lhs..., rhs...>
operator+(Chars<C, lhs...>, Chars<C, rhs...>) { return {}; }

有用法

constexpr auto hi = "Hello"_cs + " world\n"_cs;

std::cout << hi;

Demo

如果没有 gnu 扩展，您必须使用一些 MACRO 将文字转换为字符序列，就像我在 there 所做的那样。

【讨论】：