何时以及如何使用模板文字运算符？

Question

在 cppreference 上提到可以 模板化 用户文字运算符，但有一些限制：

If the literal operator is a template, it must have an empty parameter list and can have only one template parameter, which must be a non-type template parameter pack with element type char, such as

template <char...> double operator "" _x();

所以我在下面的代码中写了一个：

template <char...> 
double operator "" _x()
{
    return .42;
}

int main()
{
    10_x; // empty template list, how to specify non-empty template parameters?
}

问题：

代码有效，但如何使用带有一些非空模板参数的运算符？ 10_x<'a'>; 或 10_<'a'>x; 不编译。
您有任何此类模板化运算符在现实世界中的使用示例吗？

Answer 1

10_x; // empty template list, how to specify non-empty template parameters?

这不太正确。模板参数列表不为空。当你写：

template <char... Cs> 
??? operator "" _x()

Cs 由文字左侧的内容填充。也就是说，当你写：

10_x

调用：

operator ""_x<'1', '0'>();

一个简单的例子是构建一个编译时、溢出安全的二进制文字，这样：

template <uint64_t V>
constexpr uint64_t make_binary() {
    return V;
}

template <uint64_t V, char C, char... Cs>
constexpr uint64_t make_binary() {
    static_assert(C == '0' || C == '1', "invalid binary");

    return make_binary<2*V + C - '0', Cs...>();
}

template <char... Cs> 
uint64_t operator "" _b()
{
    static_assert(sizeof...(Cs) <= 64, "overflow");

    return make_binary<0, Cs...>();
}

uint64_t a = 101_b; // OK: a == 5
uint64_t b = 102_b; // error: invalid
uint64_t c = 11111111110000000000111111111100000000001111111111000000000011111111110000000000_b; // error: overflow

Answer 2

您的模板参数已经指定——它们是构成您的字面值的源代码字符！所以对于 10_x，你实际上是在调用：

template<> double operator "" _x<'1', '0'>();

这是一个工作示例。它编译没有错误，并且触发了 none 个断言。

#include <cassert>

enum class MyEnum
{
  ONE,
  TWO,
  THREE
};

template<char...> MyEnum operator "" _e();

template<> MyEnum operator "" _e<'1'>()
{
  return MyEnum::ONE;
}
template<> MyEnum operator "" _e<'2'>()
{
  return MyEnum::TWO;
}
template<> MyEnum operator "" _e<'3'>()
{
  return MyEnum::THREE;
}

int main()
{
  assert(1_e == MyEnum::ONE);
  assert(2_e == MyEnum::TWO);
  assert(3_e == MyEnum::THREE);
}

Answer 3

您可以以某种方式详细说明参数包（正如其他人所提到的），或者如果您愿意，可以将它们作为编译时字符串访问：

template<int N>
constexpr double f(const char(&str)[N]) { return .42; }

template <char... C> 
constexpr double operator "" _x()
{
     return f({C...});
}

Do you have any example of real-world usage of such templated operators?

你可以使用上面提到的技术来处理编译时 string-to-num 转换器，并且有类似 10_x 而不是 f("10") 的东西或其他。

何时以及如何使用模板文字运算符？

When and how to use a template literal operator?

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