将 `hana::string` 转换为 `constexpr const char (&)[]`

Question

我有一些旧代码使用与 str_const 描述的 here 和 here 非常相似的东西来执行一些 constexpr 字符串操作。 str_const 是 Scott Schurr 描述的文字类型，可以从字符串文字构造，因为它具有来自 const char (&)[] 的模板构造函数。

我现在还有一些使用boost::hana 的新代码。

我希望能够使用hana::string 并创建一个引用它的str_const。最简单的方法是将hana::string 转换为constexpr const char (&)[]。 （实际上，此时这不是最简单的方法，最简单的方法肯定是在我的 str_const 实现中添加一个新的模板构造函数。但此时问题已经有了自己的生命，我主要感兴趣在这是否可以用hana::string 完成。所以假设我不允许更改str_const 实现。）

但是，在hana docs 中，将hana::string 转换为运行时字符串的方法是hana::to<const char *>。

乐观地说，我尝试了各种形式的hana::to<const char (&)[hana::length(...)]> (...)，但这会导致hana 中的静态断言失败。

hana 文档建议的另一个选项是使用hana::unpack，然后自己将字符粘贴到数组中。我写了这段代码

template <typename T, size_t N>
struct array {
  T arr[N];
};

struct char_packer {
  template <typename... Ts>
  constexpr auto operator()(Ts... ts) -> array<const char, sizeof...(ts) + 1> {
    return array<const char, sizeof...(ts) + 1>{{ ts... , 0 }};
  }
};

template <typename S>
struct string_keeper {
  static constexpr auto my_array = hana::unpack(S{}, char_packer{});
};

template <int N>
using char_arr = const char [N];

template <typename S>
constexpr auto to_string_literal(S &&) -> const char_arr<decltype(hana::length(S{}))::value + 1> & {
  return string_keeper<S>::my_array.arr;
}

我认为这几乎可以工作，至少它可以编译。但是如果在运行时也使用了引用，那么它会失败并出现链接器错误：undefined reference to ... string_keeper<boost::hana::string<(char)97> >::my_array。

（实际上我想我明白为什么这是一个 ODR 问题，如果我再想一想，我可能会记得如何解决它……不确定……）

直觉上，我觉得一定有办法做到这一点。因为，hana 已经允许我将hana::string 转换为constexpr const char *，其中指针正好指向我想要的数组。事实上，它甚至暗示可能有一个邪恶的选择，我试图将const char * 强制转换回(&)[] 类型，尽管这似乎也需要做constexpr 函数中不允许的事情。无论如何，如果hana 可以制作该数组，那么我当然也可以，或者以某种方式说服它更准确地给我。

有没有办法修复我上面的代码？在我忽略的hana 中有没有更简单的方法可以做到这一点？由于某种原因，这实际上是不可能的吗？

Answer 1

另一个问题是，当从函数返回时，原始字符数组将衰减为指针。我建议在您的函数上下文中构建 str_const 对象，我相信这可以满足您在不更改其接口的情况下创建 str_const 的意图。

以下示例使用顶级变量模板来创建 hana::string 实现使用的数组：

#define BOOST_HANA_CONFIG_ENABLE_STRING_UDL
#include <boost/hana.hpp>
#include <stdexcept>

namespace hana = boost::hana;
using namespace hana::literals;

class str_const {
    const char * const p_;
    const std::size_t sz_;
public:
    template <std::size_t N>
    constexpr str_const( const char( & a )[ N ] )
    : p_( a ), sz_( N - 1 ) {}
    constexpr char operator[]( std::size_t n ) const {
        return n < sz_ ? p_[ n ] : throw std::out_of_range( "" );
    }
    constexpr std::size_t size() const { return sz_; }
};

template <char ...c>
constexpr char string_storage[sizeof...(c) + 1] = {c..., '\0'};

struct to_str_const_helper {
  template <typename ...Ts>
  constexpr auto operator()(Ts...) {
    return str_const(string_storage<Ts::value...>);
  }
};
template <typename S>
constexpr auto to_str_const(S) {
  return hana::unpack(S{}, to_str_const_helper{});
}

int main()
{
  constexpr str_const str = to_str_const("foo"_s);
  static_assert(str[0] == 'f', "");
  static_assert(str[1] == 'o', "");
  static_assert(str[2] == 'o', "");
}