c++11：字符串文字的常量时间查找函数

Question

在C++ 中，可以通过以下方式在编译时生成整数到变量值的常量时间查找：

template<int>
int *map() {
    static int var = 0;
    return &var;
}

int main() {
    *map<0>() = 42;
    *map<1>() = 1337;

    return *map<0>(); //returns 42
}

请注意，编译器将为在编译时使用的每个“键”创建一个全局变量 map<key>::var。

是否可以创建一个使用字符文字作为“键”的类似映射函数？请注意，由于它们的本地链接，字符文字不能用作模板参数。

我需要能够在我的代码的任何部分指定新键，事实上，作为任何表达式的一部分。请注意，在我的整数示例中，我如何指定 map<0> 应仅存在于 main() 中。

注意：特别是，我想使用 __FILE__, __LINE__ 的元组作为键，通过在 var 前加上 thread_local 使映射线程特定，并通过在 map() 前加上 @ 使翻译单元特定987654332@。因此，理论上，字符文字的本地链接不会造成问题。整个事情是对记录器的性能优化，它允许为特定文件的部分指定日志级别。

Answer 1

这里是一个概念证明，即使我不建议在 implementation 中使用它，请注意这使用 c++1y 以便于 constexpr ：

#include <iostream>

constexpr bool cstrcmp( char const * s1, char const * s2 ) {
    while ( *s2 && *s1 ) {
        if (*s1++ != *s2++ )
            return false;
    }
    return !*s1 && !*s2;
}

constexpr int str_to_val( char const * str ) {
    struct pair { char const*str; int value; };
    constexpr pair const tab[] { {"foo",1}, {"bar", 2} };
    for( auto & e : tab ) {
        if ( cstrcmp(str,e.str) )
            return e.value;
    }
    throw 0;
}

int main() {
    constexpr auto test_0 = str_to_val("foo");
    constexpr auto test_1 = str_to_val("bar");
    //constexpr auto test_2 = str_to_val("baz"); // trigger compilation error
    std::cout << test_0 << " " << test_1 << std::endl;
}

Answer 2

您可以将文字字符串转换为自定义类型。
以下可能会有所帮助：(https://ideone.com/DPQQyD)

#include <cstdint>

// Sequence of char
template <char... Cs> struct char_sequence
{
    template <char C> using push_back = char_sequence<Cs..., C>;
};

// Remove all chars from char_sequence from '\0'
template <typename, char...> struct strip_sequence;

template <char... Cs>
struct strip_sequence<char_sequence<>, Cs...>
{
    using type = char_sequence<Cs...>;
};

template <char...Cs, char...Cs2>
struct strip_sequence<char_sequence<'\0', Cs...>, Cs2...>
{
    using type = char_sequence<Cs2...>;
};

template <char... Cs, char C, char... Cs2>
struct strip_sequence<char_sequence<C, Cs...>, Cs2...>
{
    using type = typename strip_sequence<char_sequence<Cs...>, Cs2..., C>::type;
};

// helper to get the i_th character (`\0` for out of bound)
template <std::size_t I, std::size_t N>
constexpr char at(const char (&a)[N]) { return I < N ? a[I] : '\0'; }

// helper to check if the c-string will not be truncated
template <std::size_t max_size, std::size_t N>
constexpr bool check_size(const char (&)[N])
{
    static_assert(N <= max_size, "string too long");
    return N <= max_size;
}

// Helper macros to build char_sequence from c-string
#define PUSH_BACK_8(S, I) \
    ::push_back<at<(I) + 0>(S)>::push_back<at<(I) + 1>(S)> \
    ::push_back<at<(I) + 2>(S)>::push_back<at<(I) + 3>(S)> \
    ::push_back<at<(I) + 4>(S)>::push_back<at<(I) + 5>(S)> \
    ::push_back<at<(I) + 6>(S)>::push_back<at<(I) + 7>(S)>

#define PUSH_BACK_32(S, I) \
        PUSH_BACK_8(S, (I) + 0) PUSH_BACK_8(S, (I) + 8) \
        PUSH_BACK_8(S, (I) + 16) PUSH_BACK_8(S, (I) + 24)

#define PUSH_BACK_128(S, I) \
    PUSH_BACK_32(S, (I) + 0) PUSH_BACK_32(S, (I) + 32) \
    PUSH_BACK_32(S, (I) + 64) PUSH_BACK_32(S, (I) + 96)

// Macro to create char_sequence from c-string (limited to 128 chars)
#define MAKE_CHAR_SEQUENCE(S) \
    strip_sequence<char_sequence<> \
    PUSH_BACK_128(S, 0) \
    >::type::template push_back<check_size<128>(S) ? '\0' : '\0'>