为什么在 C++ 参数类型匹配中鼓励“literal”衰减为 const char*？

Question

我正在使用 c++14 中的重载运算符，我尝试匹配两种类型的参数：any-old-const-char* 和 a-string-literal。

也就是说，我正在尝试看看我是否可以区分：

const char * run_time;

和

"compile time"

我编写了下面的代码，如图所示，当我尝试span >> "literal" 时，它调用了const char* 函数。

当我#if 0-out the const char* 版本时，模板版本被调用就好了。

如果我将模板版本更改为采用literal 的右值引用 (&&) 参数，它不会编译。

如果我添加const char (&literal)[] 非模板版本，const char* 版本仍然是首选。去掉 const-char* 版本，首选模板版本。

你能解释一下吗？特别是：

1. 为什么const char* 比const char (&)[N] 更受欢迎？
2. 为什么const char (&)[N] 优于const char (&)[]（非模板）？
3. 为什么const char (&&)[N]无法编译？
4. 是否有“正确的方法”来捕获文字字符串？

谢谢。

#include <iostream>
using namespace std;

#include <gsl/gsl>
#include <type_name.h++>

template<unsigned N>
auto
operator>>(gsl::span<const char*,-1>& spn, const char (&literal)[N])
    -> gsl::span<const char*, -1>&
{
    cout << "Got array: " << literal << endl;
    return spn;
}

auto
operator>>(gsl::span<const char*,-1>& spn, const char *literal)
    -> gsl::span<const char*, -1>&
{
    cout << "Got const-char*: " << literal << endl;
    return spn;
}
#if 0
#endif

int
main(int argc, const char *argv[])
{
    auto spn = gsl::span<const char*>(argv, argc);

    cout << type_name<decltype(spn)>() << endl; // gsl::span<const char *, -1>

    cout << type_name<decltype("literal")>() << endl; // char const (&)[8]

    cout << type_name<decltype(("literal"))>() << endl; // char const (&)[8]

    auto helpx = "literal";
    cout << type_name<decltype(helpx)>() << endl; // const char *


    spn >> "literal"; // Got const-char*: literal

    return 0;
}

编辑：

如果它很重要，我正在编译：

c++ --std=c++14 -Iinclude   -c -o main.o main.c++

而 c++ 说：

$ c++ --version
Apple LLVM version 8.0.0 (clang-800.0.42.1)
Target: x86_64-apple-darwin16.5.0
Thread model: posix
InstalledDir: /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Toolchains/XcodeDefault.xctoolchain/usr/bin

Answer 1

为什么const char* 比const char (&)[N] 更受欢迎？

这样做的原因是相当技术性的。尽管字符串文字从const char[N] 衰减到const char* 是一种转换，但它属于“左值转换”类别，因此[over.ics.rank]/3 认为与没有转换一样好一点也不。由于任一重载都需要“不转换”，因此非模板重载获胜。

为什么const char (&)[N] 优于const char (&)[]（非模板）？

不可能将对未知边界数组的引用绑定到已知边界数组类型的值。相反，对未知边界数组的引用只能绑定到本身就是未知边界数组的值。

为什么const char (&&)[N]无法编译？

字符串文字是一个左值，所以我不知道为什么你会期望它起作用。

是否有“正确的方法”来捕获文字字符串？

您可以使用辅助函数模板，该模板使用转发引用捕获其参数，以免破坏任何类型信息（const char* 与 const char[N]），然后使用模板特化在类型上分派。如果传入 const char* 或 const char[N] 以外的任何内容，您可能还想使用 SFINAE 确保它被禁用。也就是说，

template <bool b>
struct f_helper;

template <>
struct f_helper<true> {
    void do_it(const char*) {
        puts("pointer");
    }
};

template <>
struct f_helper<false> {
    template <std::size_t N>
    void do_it(const char (&)[N]) {
        printf("array of length %zd\n", N);
    }
};

template <class T, class = typename std::enable_if<std::is_same<char*, std::decay_t<T>>::value ||
                                                   std::is_same<const char*, std::decay_t<T>>::value>::type>
void f(T&& s) {
    f_helper<std::is_pointer<std::remove_reference_t<T>>::value>{}.do_it(s);
}

Coliru 链接：http://coliru.stacked-crooked.com/a/0e9681868d715e87

Answer 2

1. 采用指针的重载是首选，因为它不是根据
的模板

13.3.3 最佳可行函数[over.match.best]

鉴于这些定义，一个可行函数 F1 被定义为比另一个可行函数更好的函数 F2 如果对于所有参数 i，ICSi(F1) 不是比 ICSi(F2) 更差的转换序列，则

...

(1.7) F1 不是函数模板特化，F2 是函数模板特化

1. 实际上非模板const char (&)[] 似乎根本无法编译，因为它是对非绑定数组的引用。可以传递像 const char [] 这样的指针，但不能传递数组。

2. 至少由于与 (2) 相同的原因，这应该失败

3. 你可以提供另一个模板来引用指针：

template< typename = void > void
foo(char const * & text)
{
    ::std::cout << "got ptr" << ::std::endl;
}

请注意，提供另一个带有指针的模板是行不通的，因为两种模板特化都可以，而且我们会在重载函数的选择上模棱两可。