使用 std::span 的通用函数无法编译

Question

我想创建一个带有std::span 的isIn 函数。

这是我的尝试：

#include <span>

template <typename T1, typename T2>
bool isIn(const T1& x, std::span<const T2> v)
{
    for (const T2& e : v)
        if (e == x)
            return true;
    return false;
}

// this one would work, but I want my function to be generic
/*bool isIn(int x, std::span<const int> v)
{
    for (int e : v)
        if (e == x)
            return true;
    return false;
}*/

int main()
{
    const int v[] = {1, 2, 3, 4};
    isIn(2, v); // I want this, but doesn't compile
    //isIn(2, std::span<const int>(v)); // this works fine
}

如你所见，我可以通过这个转换来解决问题：

isIn(2, std::span<const int>(v));

但这很冗长，我想做这样的事情：

isIn(2, v);

有什么方法可以实现吗？

https://godbolt.org/z/czTs83

Answer 1

这是您的代码的c++20 版本。

首先我们从两个概念开始； is_span 和 spannable:

template<class T>
concept is_span = requires(T& a) {
    { std::span(a) } -> std::same_as<T>;
};
template<class T>
concept spannable = requires(T& a) {
    { std::span(a) };
} && !is_span<T>;

spannable 可以推导出为 span 而不是一个。

然后我们写两个重载：

constexpr bool isIn(const auto& x, is_span auto const& v)
{
    for (const auto& e : v)
        if (e == x)
            return true;
    return false;
}

constexpr bool isIn(const auto& x, spannable auto const& v)
{
    return isIn(x, std::span(v));
}

使用新语法。

然后我们再添加一个重载：

template<std::size_t N>
constexpr bool isIn(const auto& x, auto const(& v)[N])
{
    return isIn(x, std::span(v));
}

允许这种美味的语法：

static_assert( isIn( 7, {1,2,3,4,5,6,7} ));

Live example

现在你要做的就是让它成为中缀。

那个“悲哀”的意思

static_assert( isIn('\0', "hello") );

是真的，因为"hello" 是一个数组，最后包含一个'\0'。

template<class T>
constexpr bool isIn(const auto& x, std::initializer_list<T> il)
{
    return isIn(x, std::span(il));
}
template<std::size_t N>
constexpr bool isIn(char x, char const(& v)[N])
{
    return isIn(x, std::span(v, v+N-1));
}

Live example.

Answer 2

模板扣减无转化/推广，

所以const int (&)[4] 不能推导出为std::span<const int /*, 4*/>。

您可能仍然提供重载来自己进行转换（注意避免无限递归调用）：

template <typename T1, typename T2, std::size_t N>
bool isIn(const T1& x, std::span<const T2, N> v)
{
    // return std::find(std::begin(v), std::end(v), x) != std::end(v);
    for (const T2& e : v) {
        if (e == x) {
            return true;
        }
    }
    return false;
}

template <typename T, typename C>
bool isIn(const T& x, const C&c)
{
    return isIn(x, std::span(c)); // Use CTAD for the conversion.
}

但这里不需要std::span：

template <typename T, typename C>
bool isIn(const T& x, const C& c)
{
    // return std::find(std::begin(c), std::end(c), x) != std::end(c);
    for (const auto& e : c) {
        if (e == x) {
            return true;
        }
    }
    return false;
}

Answer 3

没有必要在像这样的泛型函数中使用std::span：

template <typename T1, typename T2>
bool isIn(T1&& x, T2 &&v) // always use universal references
{ 
    for (auto&& e : v)
        if (e == x)
            return true;
    return false;
}

int main()
{
    const int v[] = {1, 2, 3, 4};
    isIn(2, v); // T2 is const &int[4]
    isIn(2, std::span<const int>{v}); // T2 is span<const int>
    isIn(2, std::list<int>(std::begin(v),std::end(v)) ); // T2 is list<int>
       // but list cannot be a span!

    isIn('l',"blablalba"); //works too, T2 is const &char[9]

    std::string_view s = "blablalba";
    isIn('l',s); // T2 is std::string_view&

}

这种方式适用于定义了 std::begin 和 std::end 的任何类型。

Answer 4

这个实现涵盖了我所有的用例。我认为它可能对其他人有用：

#include <stdio.h>
#include <initializer_list>
#include <string_view>

template <typename T1, typename T2>
bool isIn(const T1& x, const T2 &v)
{ 
    printf("generic\n");
    for (auto& e : v)
        if (e == x)
            return true;
    return false;
}

bool isIn(char x, const char* v)
{
    // NOTE: we have this specialization because we don't want to consider the null terminator
    printf("str\n");
    return isIn(x, std::string_view(v));
}

template <typename T1, typename T2>
bool isIn(const T1& x, std::initializer_list<T2> v)
{ 
    printf("initializer_list\n");
    for (auto& e : v)
        if (e == x)
            return true;
    return false;
}

int main()
{
    const int v[] = {1, 2, 3, 4};
    isIn(2, v); // generic
    isIn(2, {1, 2, 3, 4}); // initializer_list
    isIn('l', "blabla"); // str
}

https://godbolt.org/z/d3nW73