C++17 constexpr字符串解析

C++17 constexpr string parsing

本文关键字：字符串 constexpr C++17      更新时间：2023-10-16

很抱歉这将是一篇很长的文章，但我觉得你需要所有的代码来了解发生了什么。

所以，我一直在试验一种将时间字符串编译到数据结构解析器的想法。想象一下类似regex的东西，其中字符串在编译时被"编译"成数据结构，但在运行时执行(当然，只要输入字符串是常量(。但我遇到了一个问题，我不太明白怎么了：

基本上，我的设计是一个2遍解析器：

  • 第1步：确定输入字符串中有多少"操作码">
  • 第2步：返回一个数组，其大小由第1步确定，并用"操作码"填充

以下是情况：

// a class to wrap string constants
class constexpr_string {
public:
template <size_t N>
constexpr constexpr_string(const char (&s)[N]) : string_(s), size_(N - 1) {}
public:
constexpr size_t size() const     { return size_; }
constexpr size_t capacity() const { return size(); }
constexpr size_t empty() const    { return size() != 0; }
public:
constexpr char operator[](size_t n) const { return string_[n]; }
private:
const char *string_;
size_t      size_;
};
// would have loved to use std::array, but ran into an issue so..
// wrapped in a struct so we can return it
template <class T, size_t N>
struct constexpr_array {
T array[N] = {};
};
struct opcode { /* not relevant */ };
template <size_t N>
constexpr constexpr_array<opcode, N> compile_string(constexpr_string fmt) {
constexpr_array<opcode, N> compiled;
/* fill in compiled_format */
return compiled;
}
constexpr size_t calculate_size(constexpr_string fmt) {
size_t size = 0;
/* calculate size */
return size;
}
#if 0
// NOTE: Why doesn't **This** work?
constexpr int test(constexpr_string input) {
constexpr size_t compiled_size = calculate_size(input);
constexpr auto compiled_format = compile_string<compiled_size>(input);
return 0;
}
#endif
int main() {
// NOTE: when this works...
constexpr char input[] = "...";
constexpr size_t compiled_size = calculate_size(input);
constexpr auto compiled = compile_string<compiled_size>(input);
execute(compiled); // run it!
}

到目前为止一切都很好

当我试图将这两行包装成一个函数时，问题就出现了：-/。我不明白为什么main中使用相同的代码，但如果我只是尝试传递相同的代码constexpr对象到另一个函数，我开始得到关于不是constexpr的东西的错误。

这是错误消息：

main.cpp: In function ‘constexpr int test(constexpr_string)’:
main.cpp:258:55: error: ‘input’ is not a constant expression
constexpr size_t compiled_size = calculate_size(input);
^
main.cpp:259:70: error: no matching function for call to ‘compile_string<compiled_size>(constexpr_string&)’
constexpr auto compiled_format = compile_string<compiled_size>(input);
^
main.cpp:60:45: note: candidate: template<long unsigned int N> constexpr constexpr_array<opcode, N> compile_string(constexpr_string)
constexpr constexpr_array<opcode, N> compile_string(constexpr_string fmt) {
^~~~~~~~~~~~~~
main.cpp:60:45: note:   template argument deduction/substitution failed:

让我们减少这个：

constexpr void f(int i) {
constexpr int j = i; // error
}
int main() {
constexpr int i = 0;
constexpr int j = i; // OK
}

函数参数从来都不是constexpr，因此f中的i不是常量表达式，不能用于初始化j。一旦通过函数参数传递了一些内容，constexprness就会丢失。

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