如果字符串有空格，则引发编译时错误

Question

我有一个基础 class 打算由我正在编写的代码的其他用户继承，并且其中一个抽象函数 returns 是对象的名称。由于项目的性质，名称不能包含空格。

class MyBaseClass {

  public:

    // Return a name for this object. This should not include whitespace.
    virtual const char* Name() = 0;

};

有没有办法在编译时检查 Name() 函数的结果是否包含空格？我知道 constexpr 函数可以进行编译时操作，但我不确定向代码用户发出信号的正确方法是他们的函数 returns 是一个顽皮的字符串。

我也不清楚如何让编译器实际执行一个 constexpr 函数来执行这样的检查（如果 constexpr 甚至可以解决这个问题）。

Answer 1

除非名称本身都在编译时指定，否则无法在运行时检查之前断言它们不包含空白字符。

Answer 2

我认为这在 C++20 中是可能的。

这是我的尝试：

#include <string_view>
#include <algorithm>
#include <stdexcept>

constexpr bool is_whitespace(char c) {
    // Include your whitespaces here. The example contains the characters
    // documented by https://en.cppreference.com/w/cpp/string/wide/iswspace
    constexpr char matches[] = { ' ', '\n', '\r', '\f', '\v', '\t' };
    return std::any_of(std::begin(matches), std::end(matches), [c](char c0) { return c == c0; });
}

struct no_ws {
    consteval no_ws(const char* str) : data(str) {
        std::string_view sv(str);
        if (std::any_of(sv.begin(), sv.end(), is_whitespace)) {
            throw std::logic_error("string cannot contain whitespace");
        }
    }
    const char* data;
};

class MyBaseClass {
  public:
    // Return a name for this object. This should not include whitespace.
    constexpr const char* Name() { return internal_name().data; }
  private:
    constexpr virtual no_ws internal_name() = 0;
};

class Dog : public MyBaseClass {
    constexpr no_ws internal_name() override {
        return "Dog";
    }
};

class Cat : public MyBaseClass {
    constexpr no_ws internal_name() override {
        return "Cat";
    }
};

class BadCat : public MyBaseClass {
    constexpr no_ws internal_name() override {
        return "Bad cat";
    }
};

这里有几个想法：

让我们将类型系统用作文档和约束。因此，让我们创建一个 class（上例中的 no_ws）来表示 没有空格的字符串 .
对于在编译时强制执行约束的类型，它必须在编译时评估其构造函数。所以让我们构造构造函数 consteval.
为确保派生的classes不违约，修改虚方法为return no_ws.
如果你想保留接口（即 returning const char*），将虚拟方法设为私有，并在 public 非虚拟方法。该技术已解释 here。

当然，现在我只检查一组有限的空白字符，并且与语言环境无关。我认为在编译时处理语言环境会非常棘手，所以也许更好的方法（工程方面）是明确指定名称中允许的一组 ASCII 字符（白名单而不是黑名单）。

以上示例无法编译，因为 "Bad cat" 包含空格。注释掉 Bad cat class 将允许代码编译。

Live demo on Compiler Explorer

如果字符串有空格，则引发编译时错误

Raise compile-time error if a string has whitespace

c++

library-design

compile-time

constexpr