C ++使用带有转换运算符的类作为数组的索引答案

【问题标题】：C++ use class with conversion operator as index into arrayC ++使用带有转换运算符的类作为数组的索引
【发布时间】：2021-09-21 10:47:26
【问题描述】：

#include <cinttypes>
#include <type_traits>

template<typename Id, typename Value>
class sparse_set {

  static_assert(std::is_integral_v<Id>, "");  (1)
  static_assert(std::is_unsigned_v<Id>, "");

  Value& operator[](Id id);

  void push_back(const Value& value);
 
  // class implementation left out

};

class entity {

public:
  explicit entity(std::uint32_t id) : _id(id) {}
  ~entity() = default;

  std::uint32_t id() const {
    return _id;
  }

  operator std::uint32_t() const {  (2)
    return _id;
  }

private:
  std::uint32_t _id;

}; // class entity

int main() {
    const auto e = entity{2};

    auto set = sparse_set<entity, int>{};

    set.push_back(0);
    set.push_back(1);
    set.push_back(2);
    set.push_back(3);

    auto i = set[e];  (3)
    
    return 0;
}

我正在尝试使用具有 conversion operator 到 std::uint32_t (2) 的类作为容器类 (3) 的索引。使用该类的实例访问元素是可行的，我得到了正确的元素。

但是使用 static_assert 和 std::is_unsigned_v 和 std::is_integral_v 测试类会导致断言失败。

我需要断言来确保Id 可以用作索引。

当我 static_assert 和 std::uint32_t 一切正常时，我希望转换运算符也能正常工作。

【问题讨论】：

entity (Id) 是整数类型吗？我不这么认为。
不，static_assert(std::is_integral_v<entity>); 会抱怨。 "提供等于true的成员常量value，如果T的类型为bool，char，char8_t（C++20起），char16_t，@ 987654339@、wchar_t、short、int、long、long long，或任何实现定义的扩展整数类型，包括任何有符号、无符号和 cv 限定的变体。否则，值等于false.”。另请注意：“为is_integral 或is_integral_v（C++17 起）添加特化的程序的行为未定义。”
您的代码有几个与问题无关的错误。请修复它们并添加必要的包含

标签： c++ conversion-operator array-indexing

【解决方案1】：

entity 当然不是整数类型。它可以转换为可以用作索引的类型，这就是您所需要的：

#include <type_traits>

template<typename Id, typename Value>
class sparse_set {

  static_assert(std::is_convertible_v<Id,size_t>, "");

  // class implementation left out

};

【讨论】：

【解决方案2】：

std::is_unsigned 和 std::is_integral 仅适用于原始类型，它不适用于类，即使它们可以隐式转换为它们支持的类型。你可以通过两种方式解决这个问题：

创造你自己的特质：

#include <type_traits>

// ...

using uint16 = std::uint16_t;
using uint32 = std::uint32_t;

class entity { /* ... */ };

template <typename T>
struct is_valid_index : std::is_unsigned<T> {};
template <>
struct is_valid_index<entity> : std::true_type {};

template <typename T>
constexpr auto is_valid_index_v = is_valid_index<T>::value;

template<typename Id, typename Value>
class sparse_set {
    static_assert(is_valid_index_v<Id>, "");
    // ...
};

// ...

完全删除std::is_unsigned 并改用std::is_convertible：

#include <type_traits>

// ...

using uint16 = std::uint16_t;
using uint32 = std::uint32_t;

class entity { /* ... */ };

template<typename Id, typename Value>
class sparse_set {
    static_assert(std::is_convertible_v<Id, uint32>, "");
    // ...
};

// ...

【讨论】：

不是is_unsigned 也不是is_convertible_v<T,uint32> 吗？