如何判断 C++ 模板类型是否为 C 样式字符串答案

【问题标题】：how to tell if a C++ template type is C-style string如何判断 C++ 模板类型是否为 C 样式字符串
【发布时间】：2014-09-11 08:55:24
【问题描述】：

我正在尝试编写一个模板is_c_str 来测试一个类型是否是 c 风格的字符串。我需要这个来尝试编写一个 to_string 函数，如我的另一个问题所示： Template specialization for iterators of STL containers?。

我需要区分 c_str 和其他类型的指针和迭代器，以便我可以在面值上表示第一个，并将指针/迭代器呈现为不透明的“itor”或“ptr”。代码如下：

#include <iostream>
template<class T>
struct is_c_str
  : std::integral_constant<
  bool,
  !std::is_same<char *, typename std::remove_reference<typename std::remove_cv<T>::type>::type>::value
> {};

int main() {
  auto sz = "Hello";  //Or: const char * sz = "Hello";
  int i;
  double d;
  std::cout << is_c_str<decltype(sz)>::value << ", "
        << is_c_str<decltype(i)>::value << ", "
        << is_c_str<decltype(d)>::value << std::endl;
}

但是，is_c_str 不仅捕获 const char *，还捕获 int 和 double。以上代码输出：

1, 1, 1

（从 gcc-4.8.1 开始）。

我的问题是如何修复 is_c_str 以正确捕获 c 风格的字符串？

【问题讨论】：

remove_reference<remove_cv<int>> 和char * 不一样吗？为什么是的，这是真的。
为什么需要这个？也许有一种更简单的方法可以解决您原来的问题。
请注意char* 只是指向char 的指针。它不是 C 风格的字符串，除非它指向一个以 null 结尾的数组。
请注意，wchar_t、char16_t 和 char32_t 也可以用于 C 风格的字符串。
对于您的特定用例，我只需添加 template<class T> to_string(T * str); 的重载并将 SFINAE 输出，除非 std::decay_t<T> 是 char、wchar_t、char16_t 和 @987654342 之一@.

标签： c++ templates c++11 typetraits

【解决方案1】：

您想检查类型是否与char * 相同，但您要否定std::is_same 的结果，这显然不会产生正确的结果。所以让我们删除它。

template<class T>
struct is_c_str
  : std::integral_constant<
      bool,
      std::is_same<char *, typename std::remove_reference<typename std::remove_cv<T>::type>::type>::value
> {};

但是，这将导致输出 0, 0, 0。现在的问题是 remove_cv 删除了顶级 cv-qualifiers，但 char const * 中的 const 不是顶级的。

如果您想同时匹配char * 和char const *，最简单的解决方案是：

template<class T>
struct is_c_str
  : std::integral_constant<
      bool,
      std::is_same<char *, typename std::remove_reference<typename std::remove_cv<T>::type>::type>::value ||
      std::is_same<char const *, typename std::remove_reference<typename std::remove_cv<T>::type>::type>::value
> {};

以上版本仍然无法匹配char[]。如果您也想匹配它们，并减少组合 std::remove_reference 和 std::remove_cv 的冗长性，请改用 std::decay。

template<class T>
struct is_c_str
  : std::integral_constant<
      bool,
      std::is_same<char const *, typename std::decay<T>::type>::value ||
      std::is_same<char *, typename std::decay<T>::type>::value
> {};

【讨论】：

您可以使用std::decay_t 进一步减少冗长。
@Snps 这个问题没有标记c++1y，否则我同意你的看法。
如果参数类型错误（即不是字符串成员类型的类型数组），您可以简单地反驳它是 C 样式字符串。如果它具有未知长度的字符串成员类型数组，则不能这样做。此外，对于指向字符串的指针，问题被放大了：您还需要元素编号。

【解决方案2】：

我试过这个，它似乎工作：

#include <iostream>

template<class T>
struct is_c_str : std::integral_constant<bool, false> {};

template<>
struct is_c_str<char*> : std::integral_constant<bool, true> {};

template<>
struct is_c_str<const char*> : std::integral_constant<bool, true> {};

int main() {
  auto sz = "Hello";
  int i;
  double d;
  std::cout << is_c_str<decltype(sz)>::value << ", "
        << is_c_str<decltype(i)>::value << ", "
        << is_c_str<decltype(d)>::value << std::endl;
}

显然，枚举每个案例不如将一般谓词放在std:integral_constant 中那么优雅，但另一方面，对于像我这样的白痴来说，谓词是陌生的语言，而“蛮力”模板专业化则更容易理解，并且在这种情况下是可行的，因为专业化很少。

【讨论】：

实际上还有更多这个和其他答案没有解决的问题——例如wchar_t、char、unsigned char、char16_t 和char32_t。
@Rapptz 我调查了一下；没有std::is_character_type，所以你只需要硬编码这样一个列表。
@Potatoswatter 是的，老实说，这很可惜。像这样的特征很容易定义自己，但仍然遗憾的是标准库没有提供。
也适用于使用 std::true_type 和 std::false_type。

【解决方案3】：

sz 的类型是char const*，但是std::remove_cv<> 只是去掉了顶层const，所以你无法通过它的应用获取char*。相反，您可以在使用 std::decay<> 完全分解类型后检查 char const*：

namespace detail
{
    template<class T>
    struct is_c_str : std::is_same<char const*, T> {};
}

template<class T>
struct is_c_str : detail::is_c_str<typename std::decay<T>::type> {};

int main() {
  auto sz = "Hello";
  int i;
  double d;
  std::cout << is_c_str<decltype(sz)>::value << ", "
            << is_c_str<decltype(i)>::value << ", "
            << is_c_str<decltype(d)>::value << std::endl;
}

你也错误地否定了条件。我也解决了这个问题。

Live Example

【讨论】：

sz 的类型是const char *，因为auto 被指定为衰减数组。
@Deduplicator & +chris：对。谢谢大家。

【解决方案4】：

已经有一些解决方案了，但是由于最简单的解决方案真的很简单，所以我会在这里记下来。

template< typename, typename = void >
struct is_c_str
    : std::false_type {};

template< typename t >
struct is_c_str< t *,
    typename std::enable_if< std::is_same<
        typename std::decay< t >::type,
        char
    >::value >::type
>
    : std::true_type {};

当然，棘手的部分是分析指针类型内部的内容，而不是指针类型本身。

【讨论】：

【解决方案5】：

有几个问题。

线

!std::is_same<char *, typename std::remove_reference<typename std::remove_cv<T>::type>::type>::value

需要

std::is_same<char *, typename std::remove_reference<typename std::remove_cv<T>::type>::type>::value

您使用typename std::remove_reference<typename std::remove_cv<T>::type>::type>::value 的逻辑有缺陷。它不会将char const* 转换为char*。它可以将char* const 转换为char*。

你需要的是：

template<class T>
struct is_c_str
  : std::integral_constant<
  bool,
  std::is_same<char *, typename std::remove_reference<typename std::remove_cv<T>::type>::type>::value ||
  std::is_same<char const*, typename std::remove_reference<typename std::remove_cv<T>::type>::type>::value
> {};

【讨论】：