使用“constexpr”将字符串文字用于模板参数

Question

我已经编写了一些代码，通过使用constexpr 将const char* 转换为int，因此我可以使用const char* 作为模板参数。代码如下：

#include <iostream>

class conststr
{
    public:
        template<std::size_t N>
        constexpr conststr(const char(&STR)[N])
        :string(STR), size(N-1)
        {}

        constexpr conststr(const char* STR, std::size_t N)
        :string(STR), size(N)
        {}

        constexpr char operator[](std::size_t n)
        {
            return n < size ? string[n] : 0;
        }

        constexpr std::size_t get_size()
        {
            return size;
        }

        constexpr const char* get_string()
        {
            return string;
        }

        //This method is related with Fowler–Noll–Vo hash function
        constexpr unsigned hash(int n=0, unsigned h=2166136261)
        {
            return n == size ? h : hash(n+1,(h * 16777619) ^ (string[n]));
        }

    private:
        const char* string;
        std::size_t size;
};

// output function that requires a compile-time constant, for testing
template<int N> struct OUT
{
    OUT() { std::cout << N << '\n'; }
};

int constexpr operator "" _const(const char* str, size_t sz)
{
    return conststr(str,sz).hash();
}

int main()
{
    OUT<"A dummy string"_const> out;
    OUT<"A very long template parameter as a const char*"_const> out2;
}

在此示例代码中，out 的类型为OUT<1494474505>，out2 的类型为OUT<106227495>。这段代码背后的魔法是conststr::hash()，它是一个使用FNV Hash function 的constexpr 递归。因此它为 const char* 创建了一个完整的散列，希望它是唯一的散列。

我对此方法有一些疑问：

1. 这是一种安全的使用方法吗？或者这种方法在特定用途中可能是一种邪恶？
2. 您能否编写一个更好的散列函数，为每个字符串创建不同的整数，而不受字符数的限制？ （按我的方法，长度够长了）
3. 您能否编写一个代码，通过conststr 将const char* 隐式转换为int constexpr，这样我们就不需要美观的丑陋（以及时间消耗）_const 用户定义的字符串文字？例如OUT<"String"> 将是合法的（并将“字符串”转换为整数）。

任何帮助将不胜感激，非常感谢。

Answer 1

虽然你的方法很有趣，但它并不是真正将字符串文字作为模板参数传递的方法。事实上，它是一个基于字符串字面量的模板参数生成器，这是不一样的：你不能从hashed_string 中检索string...这有点破坏了字符串字面量在模板中的全部兴趣。

EDIT ：当使用的哈希是字母的加权和时，以下是正确的，而在 OP 编辑​​后则不是这样。

您的hash function 也可能有问题，如 mitchnull 的回答所述。这可能是您的方法的另一个大问题，即碰撞。例如：

// Both outputs 3721
OUT<"0 silent"_const> out;
OUT<"7 listen"_const> out2;

据我所知，在当前标准中，您不能直接在模板参数中传递字符串文字。但是，您可以“伪造”它。这是我一般使用的：

struct string_holder              //
{                                 // All of this can be heavily optimized by
    static const char* asString() // the compiler. It is also easy to generate
    {                             // with a macro.
        return "Hello world!";    //
    }                             //
};                                //

然后，我通过类型参数传递“假字符串文字”：

template<typename str>
struct out
{
    out()
    {
        std::cout << str::asString() << "\n";
    }
};

EDIT2：您在 cmets 中说过您使用它来区分类模板的几个特化。您展示的方法对此有效，但您也可以使用标签：

// tags
struct myTag {};
struct Long {};
struct Float {};

// class template
template<typename tag>
struct Integer
{
    // ...
};
template<> struct Integer<Long> { /* ... */ };

// use
Integer<Long> ...;  // those are 2
Integer<Float> ...; // different types

Answer 2

这是我用于模板 const 字符串参数的模式。 class F { static constexpr const char conststr[]= "some const string"; TemplateObject<conststr> instance; };

见： https://stackoverflow.com/a/18031951/782168