c++ - Constexpr:将字符串 View 列表转换为字符数组列表

Question

我遇到了一个有趣的 constexpr 问题，但一直未能完全破解。我缺少的最后一 block 拼图如下

// Given a constexpr array of string views
constexpr std::array<std::string_view, X> views = ...;

// Convert it to a list of char arrays
constexpr std::tuple<std::array<char, Xs>...> buffers = ...;

我的问题是为每个数组找到合适的大小。如何提取 views 中 string_views 的大小并将它们作为模板参数传递给另一个函数？

我可以为每个缓冲区使用相同的大小，大到足以容纳每个参数，但我想知道是否有一种方法可以优化它们的大小，因为信息在编译时是已知的。

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我试图解决的问题的完整描述。 (如果有人能想出更好的方法，也因为我认为这很有趣......)

我想创建一个宏，将参数列表转换为名称-值对列表。例如

// Adding types explicitly to show what I want to achieve.

int x;
float y;
double z;

using named_values_t = std::tuple<
    std::pair<const char*, int&>,
    std::pair<const char*, float&>,
    std::pair<const char*, double&>>;

named_values_t nv = MY_MACRO(x, y, z);

const char* 增加了很大的难度，但这是对第三方库的要求。

现在我知道这可以通过 Boost.Preprocessor 来完成，但我只想使用 STL 和 constexpr 方法来完成它，以避免为此添加提升。我也知道这在支持 constexpr std::string 的编译器上是微不足道的，但我使用的是 C++17。

使用 constexpr 函数可以轻松完成字符串处理，

// Split "one, two, three" into {"one", "two", "three"}.
template <size_t Count>
constexpr std::array<std::string_view, Count> split_arguments(std::string_view);

但是，我不能将这些 string_views 直接作为 char 指针传递，因为此时它们只是指向内存中更大数组的指针(完整的 "one, two, three")。要作为 const char* 传递，每个元素都需要以 null 结尾。

但是我们可以为每个 std::string_view 构建一个 std::array 并复制它的内容，这样我们就可以为每个参数名称创建一个 char 数组，即将为每个名称生成一个以 null 结尾的内存段。

constexpr std::string_view args = "one, two, three";

constexpr std::array<std::string_view, 3> views = split_arguments<3>(args); // {"one", "two", "three"}

constexpr std::tuple<std::array<char, Xs>...> buffers = make_buffers<Xs...>(views);

在这里我无法弄清楚如何将 View 的长度作为模板参数传递给下一个函数。

这里的工作解决方案(使用更大的固定大小的缓冲区):https://gcc.godbolt.org/z/WKsbvb

固定大小的缓冲区解决方案是可以的，但是执行额外的步骤以使缓冲区适合其实际大小会很棒。

Answer 1

只要 views 是具有静态存储持续时间的变量(而不是由 constexpr 函数调用创建的纯右值)，您就可以使用通常的 auto& 模板参数和std::index_sequence 技巧:

#include<array>
#include<string_view>
#include<tuple>
#include<utility>
#include<type_traits>
#include<cstddef>

namespace detail {
  template<std::size_t N>
  constexpr auto copy_string(std::string_view s) {
    std::array<char,N+1> ret{};  // zero-initialize
    for(std::size_t i=N;i--;) ret[i]=s[i];
    return ret;
  }
  template<auto &V,std::size_t ...II>
  constexpr auto buffers(std::index_sequence<II...>) {
    return std::make_tuple(copy_string<V[II].size()>(V[II])...);
  }
}

template<auto &V> constexpr auto buffers=
  detail::buffers<V>
  (std::make_index_sequence
   <std::tuple_size_v<std::remove_reference_t<decltype(V)>>>());

constexpr std::array<std::string_view, 3> views = {"C","++",""};

static_assert(std::is_same_v
              <decltype(buffers<views>),
               const std::tuple<std::array<char,2>,
                                std::array<char,3>,
                                std::array<char,1>>>);
static_assert(std::get<0>(buffers<views>)[0]=='C');
static_assert(std::get<1>(buffers<views>)[1]=='+');
static_assert(std::get<2>(buffers<views>)[0]=='\0');