如何根据构造函数参数填充 const 成员数组？

Question

假设我有这个课程：

template<int N>
class A {
    public:
    A(const char *s) ...
    private:
    const char buf[N];
};

模板在那里，我可以在没有动态内存分配（要求）的情况下配置数组大小。 buf 成员是 const，因为它旨在在对象初始化后在对象的整个生命周期内保持不变。

澄清一下，我也无权访问 STL。

我有哪些选择来定义这个构造函数，以便我可以将s 的内容复制到buf 中？一种选择是const_cast，但我正在寻找不需要这个的替代方案。

Answer 1

@Richard Hodges 提供的解决方案要求使用 char 数组初始化类，而不是 char const*，后者更改构造函数的签名。如果这对您的情况不起作用，那么这是一种不更改签名的解决方案：

template<int N>
class A 
{
       template<size_t...Is>
       A(const char * s, std::index_sequence<Is...>)
        : _assert(std::strlen(s) <= N, "size of buffer is bigger than N"), 
          buf{ (Is, *s != '\0'? *s++: *s)... }
        {}

    public:
        A(const char *s) : A(s, std::make_index_sequence<N>()) {}

    private:
       throwable  _assert;
       const char  buf[N];
};

其中throwable 定义为：

 struct throwable
 {
    throwable(bool b, char const * message){
      if (not b) 
          throw std::invalid_argument(message);
    }
 };

使用throwable 可确保buf 不会使用大于N 字节的缓冲区进行初始化。但是，如果您的情况确保了这一点，因此不需要此检查，则可以将其删除。没有它，代码也应该可以工作，但我建议您至少将其保持在 debug 模式。

请注意，添加_assert 作为成员会使类的大小至少增加一个字节。为了避免这种情况，我们可以使用empty base class optimiation 来代替：

template<int N>
class A : private throwable
{
       template<size_t...Is>
       A(const char * s, std::index_sequence<Is...>)
        : throwable(std::strlen(s) <= N, "size of buffer is bigger than N"), 
          buf{ (Is, *s != '\0'? *s++: *s)... }
        {}
    public:
        A(const char *s) : A(s, std::make_index_sequence<N>()) {}

    private:
       const char  buf[N];
};

这为每个实例节省了 1 个字节。

Answer 2

您使用 index_sequence 和模板扩展。

#include <utility>
#include <cstdlib>


template<int N>
class A {

  template<size_t...Is>
    A(const char (&s)[N], std::index_sequence<Is...>)
    : buf{ s[Is]... }
  {}


    public:
    A(const char (&s)[N]) 
      : A(s, std::make_index_sequence<N>())
    {
    }

    private:
    const char buf[N];
};


int main()
{
  A<3> a("ab");

};

而且因为 const char[] 是字面量类型，所以也允许类为 constexpr：

#include <utility>
#include <cstdlib>


template<int N>
class A {

  template<size_t...Is>
    constexpr A(const char (&s)[N], std::index_sequence<Is...>)
    : buf{ s[Is]... }
  {}


    public:
    constexpr A(const char (&s)[N]) 
      : A(s, std::make_index_sequence<N>())
    {
    }

    private:
    const char buf[N];
};


int main()
{
  constexpr A<3> a("ab");

};

但这会改变签名...

好吧，这个：

#include <utility>
#include <cstdlib>
#include <cstring>


template<int N>
class A {

  template<size_t...Is>
    constexpr A(const char *s, size_t len, std::index_sequence<Is...>)
    : buf{ (Is <= len ? s[Is] : char(0))... }
  {}


    public:
    constexpr A(const char *s) 
      : A(s, strlen(s), std::make_index_sequence<N>())
    {
    }

    private:
    const char buf[N];
};


int main()
{
  constexpr A<10> a("ab");

};