用户定义的文字是在编译时还是运行时解析的？答案

【问题标题】：Are user-defined-literals resolved at compile-time or runtime?用户定义的文字是在编译时还是运行时解析的？
【发布时间】：2011-04-16 03:15:39
【问题描述】：

我想知道，因为像ULL、f 等预定义的文字显然在编译时就已经解决了。标准（2.14.8 [lex.ext]）似乎没有定义这一点，但它似乎倾向于运行时：

[2.14.8 / 2]
用户定义的文字被视为对文字运算符或文字运算符模板（13.5.8）的调用。到使用 ud-suffix X（literal-operator-id）为给定的用户定义文字 L 确定此调用的形式使用非限定名称规则在 L 的上下文中查找其文字后缀标识符为 X 查找（3.4.1）。令 S 是此查找找到的声明集。 S 不能为空。
（强调我的。）

但是，对我来说，这似乎引入了不必要的运行时开销，因为文字只能附加到编译时可用的值，例如 13.37f 或 "hello"_x（其中 _x 是用户定义的-文字）。
然后，我们得到了模板化的用户定义文字，它从未真正在标准 AFAICS 中得到定义（即，没有给出示例，请证明我错了）。该函数是在编译时以某种方式神奇地调用，还是仍然在运行时？

【问题讨论】：

标签： c++ c++11 user-defined-literals

【解决方案1】：

是的，你得到一个函数调用。但是由于 constexpr 文字运算符函数，函数调用可以是编译时常量表达式。

例如，请参阅this one。作为另一个展示 FDIS 允许的高级形式的 constexpr 计算的示例，您可以使用编译时 base-26 文字

typedef unsigned long long ull;

constexpr ull base26(char const *s, ull ps) {
  return (*s && !(*s >= 'a' && *s <= 'z')) ? throw "bad char!" :
    (!*s ? ps : base26(s + 1, (ps * 26ULL) + (*s - 'a')));
}

constexpr ull operator "" _26(char const *s, std::size_t len) {
  return base26(s, 0);
}

说"bcd-"_26 将计算一个 throw 表达式，从而导致返回值变为非常量。反过来，它会导致将 "bcd-"_26 用作常量表达式的任何使用都变得格式错误，并且任何非常量使用都会在运行时抛出。允许的形式 "bcd"_26 计算为相应计算值的常量表达式。

请注意，FDIS 并未明确允许从字符串字面量读取，但它没有问题并且 GCC 支持这一点（字符左值引用是一个常量表达式，并且字符的值在编译时是已知的）。 IMO 如果一个人眯着眼睛，就可以阅读 FDIS，就好像允许这样做一样。

然后，我们得到了模板化的用户定义文字，它从未真正在标准 AFAICS 中得到定义（即，没有给出示例，请证明我错了）

2.14.8 中定义了将文字视为调用文字运算符模板的处理。您可以在 13.5.8 中找到更多关于文字运算符函数/函数模板本身的详细信息。

该函数是在编译时以某种方式神奇地调用，还是仍然在运行时？

关键字是函数调用替换。见 7.1.5。

【讨论】：

谢谢，完全忘记了constexpr。 :) 也感谢那段。
当你被告知长度时，寻找 NUL 终止似乎是可疑的。

【解决方案2】：

@Johannes S 当然是正确的，但我想清楚地补充一下（因为我遇到了这个问题），即使对于constexpr 用户定义的文字，parameters 也不被视为 constexpr 或编译时间常量，例如它们不能用作模板的整数常量。

此外，只有这样的东西才会真正给出编译时评估：

inline constexpr long long _xx(unsigned long long v) {
  return (v > 100 ) ? throw std::exception() : v; 
}
constexpr auto a= 150_xx;

所以，这不会编译。但这会：

cout << 150_xx << endl;

以下是不允许的：

inline constexpr long long _xx(unsigned long long v) {
  return some_trait<v>::value; 
}

这很烦人，但考虑到（其他）constexpr 函数也可以在执行期间调用，这很自然。

只有对于整数用户定义的文字，才可以强制编译时处理，通过使用模板形式。我的问题和自我回答中的示例：https://stackoverflow.com/a/13869688/1149664

【讨论】：