最大长度的字符串类型

Question

我需要实现一个类似于std:string 的 C++11 或 C++14 类型 STRING，但具有以下附加约束/功能：

1. 在声明期间指定了 WIDTH 参数。 STRING 将 如果长度大于 WIDTH 则抛出异常
2. 在声明期间指定了可选的 FIXED 参数。如果 STRING 的长度不等于 WIDTH，则 STRING 会抛出异常

在所有其他方面，STRING 的行为应该与std::string 一样，并公开与std:string 相同的成员函数（例如.append() 等）。

我的第一直觉是使用一个模板类STRING，它包含一个std::string，就像这样：

template<int WIDTH= 0, bool FIXED = false>
class STRING {
    static_assert(WIDTH >= 0, "WIDTH of STRING cannot be negative.");
public:
    STRING() : value{} { }

    STRING(const std::string &s) { if (is_valid(s)) value = s; }

    STRING(const char c[]) { if (is_valid(c)) value = c; }

    STRING& operator=(const std::string& s){ if (is_valid(s)) value = s;}
    operator std::string() const { return value; }


    std::string value;

private:
    bool is_valid(const std::string &s) {
        if (WIDTH && s.length() > WIDTH)
            throw std::length_error{"STRING assignment failed. STRING too long."};
        if (FIXED && s.length() != WIDTH)
            throw std::length_error{"STRING assignment failed. STRING has wrong length."};
        return true;
    }
};

但是，上面的STRING模板类并没有暴露std::string的成员函数，我不想重新实现整个std::basic_char函数集，所以我认为我的方法根本上是错误的。我怀疑以某种方式扩展 std::string 可能会更好，但“弄乱”标准库类型似乎有点可怕。

我不确定这里最好的方法是什么，并且非常欢迎指向正确方向的指针。

Answer 1

最简单的方法是修改分配器模板参数。请注意，std::string 是

的简写

std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char>>

在分配器中，您可以放置​​检查溢出或长度的功能。

查看this Q&A，了解有关如何编写自定义分配器的建议。 Howard Hinnant's website 有一个关于如何限制您需要复制的样板的示例。

正如@rici 所说，大多数实现将使用短字符串优化 (SSO)。这意味着字符串类将有一个union 的基于堆栈的小型存储（通常为 24 字节左右）和三个指向堆的指针。这意味着对于小字符串，提供的分配器可能会被完全忽略。这实际上意味着您不能将字符串限制为非常小（低于 SSO 阈值）。