如何最好地定义/构造/初始化 std::string 包装类

Question

我在 std::string 周围使用了一个包装类，但是初始化/构造它的最简单/最干净/最完整的方法是什么。我至少需要 3 种方法

• 来自字符串文字
• 从 std::string 右值，避免复制！？
• 来自 string_view 和 string（是的，复制）

天真的程序员只想将任何构造自动委托给 std::string，但这不是一个特性。

struct SimpleString
{
    SimpleString() = default;
    
    template<typename T>
    SimpleString( T t ) : Text( t ) { }   // <==== experimental
    
    // Alternative: are these OK
    SimpleString( const char* text ) : Text( text ) { }
    SimpleString( std::string&& text ) : Text( text ) { }
    SimpleString( const std::string_view text ) : Text( text ) { }

    std::string Text;
};

先发制人：是的，我想要它，我需要它。用例：调用一个泛型函数，其中 SimpleString 的处理方式与 std::string 不同。

关于从 std::string 继承的注意事项：可能是个坏主意，因为一有机会就会发生隐式转换。

Answer 1

如果您的主要目标是字符串转换构造函数，那么您无需费力。最简单和最好的方法是只接受 API 上的 std::string 按值并将 std::move 就位。

class SimpleString
{
public:
    SimpleString() = default;
    SimpleString(std::string text) : Text(std::move(text)) { }
    // ... other constructors / assignment ...

private:
    std::string Text;
};

这样做，我们可以利用std::string 已经可以通过以下方式构造的事实：

• C 字符串/文字，
• std::string_view,
• 其他std::string 对象（左值或右值），以及
• 任何可能已经可以转换为std::string 的用户定义类型

这样做还让用户现在可以选择是通过移动当前的std::string 对象还是允许SimpleString 显式复制它来构建SimpleString。这为调用者提供了更大的灵活性。

这很有效，因为无论如何您已经拥有了这个std::string，因此按值接受它并std::moveing 对象是“坐下”这个值的简单方法。移动std::string 相当便宜，相当于对指针、大小和分配器进行了一些分配——因此这产生的性能开销可以忽略不计，同时也是一种简单且可维护的方法。

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现代 C++ 和移动语义使得接受这些类型变得如此容易。您绝对可以去重载所有 N 种构造它的方法（const char*、std::string_view、Ts 可转换为字符串等）；但是直接接受类型并移动它会简单得多。这是最灵活的方法，同时也保持简单和可维护。

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Here are some benchmarks 比较使用模板与使用 std::string + std::move。一般来说，保持简单会更有利。你的同事和未来的维护者会感谢你（即使未来的维护者是你，一年后）。

Answer 2

std::string 有很多构造函数，在你的类中重新实现它们会很麻烦。这就是为什么你最适合像这样转发给std::string 的构造函数的原因：

#include <utility>

struct SimpleString
{
    template <typename... Args>
    SimpleString(Args &&... args) : Text(std::forward<Args>(args)...)
    {
    }

    std::string Text;
};

为避免与默认构造函数和复制/移动构造函数发生冲突，我们将需要使用 SFINAE：

template <typename... Args>
constexpr bool is_empty_pack_v = sizeof...(Args) == 0;

template <typename T, typename... Args>
constexpr bool is_copy_or_move_pack_v = sizeof...(Args) == 1 &&
                                                   (... && std::is_same_v<T, std::remove_reference_t<Args>>);

struct SimpleString
{
    SimpleString() = default;
    SimpleString(const SimpleString &) = default;
    SimpleString(SimpleString &&) = default;

    template <typename... Args, std::enable_if_t<
        not is_empty_pack_v<Args...> &&
        not is_copy_or_move_pack_v<SimpleString, Args...> &&
        std::is_constructible<std::string, Args...>, int> = 0>
    SimpleString(Args &&... args) : Text(std::forward<Args>(args)...)
    {
    }

    std::string Text;
};