Question

在我们的项目中，我们使用printf兼容函数将消息添加到外部日志文件中。例如我们可以写

__LOG_INFO( "number of files = %d\n", number_of_files );
__LOG_INFO( "Just for information\n" );

__LOG_INFO的函数声明如下所示

template<int N>
inline void __LOG_INFO( const char (&fmt)[N] )
{
    call_printf( MODULE_NAME, fmt, debug_parameters() );
}

template<int N, typename T1>
static void __LOG_INFO( const char (&fmt)[N], const T1 &t1 )
{
    call_printf( MODULE_NAME, fmt, debug_parameters( t1 ) );
}

template<int N, typename T1, typename T2>
static void __LOG_INFO( const char (&fmt)[N], const T1 &t1, const T2 &t2 )
{
    call_printf( MODULE_NAME, fmt, debug_parameters( t1, t2 ) );
}

...

我们现在想要使用C ++ 11 constexpr功能添加一些简单的编译时格式字符串检查，例如我们有一个非常简单的格式字符串参数数量检查我们有这个函数

template<int N>
constexpr static int count_arguments( const char (&fmt)[N], int pos = 0, int num_arguments = 0 )
{
    return pos >= N-2 ? num_arguments :
                        fmt[pos] == '%' && fmt[pos+1] != '%' ? count_arguments( fmt, pos+1, num_arguments+1 ) :
                                                               count_arguments( fmt, pos+1, num_arguments );
}

现在的问题是我们不能在__LOG_INFO函数本身中添加类似static_assert的东西，因为编译器抱怨fmt不是一个整数常量。所以现在我们有了这个丑陋的宏观解决方案：

#define COUNT_ARGS(...) COUNT_ARGS_(,##__VA_ARGS__,8,7,6,5,4,3,2,1,0)
#define COUNT_ARGS_(z,a,b,c,d,e,f,g,h,cnt,...) cnt

#define LOG_INFO(a, ...) \
  { \
      static_assert( count_arguments(a)==COUNT_ARGS(__VA_ARGS__), "wrong number of arguments in format string" ); \
      __LOG_INFO(a,##__VA_ARGS__); \
  }

因此，不必致电__LOG_INFO，而是必须致电LOG_INFO。

除了使用上面的那些宏之外还有更好的解决方案吗？

Answer 1

我正在compile-time format string library工作，在此期间我遇到了类似的问题。所以我会在这里分享我的发现。

主要问题是，constexpr函数在C ++中定义为在编译时和运行时都可调用。以下示例无效，因为F必须能够从运行时上下文中调用。

/* Invalid constexpr function */
constexpr int F(int x) { static_assert(x == 42, ""); return x; }

/* Compile-time context */
static_assert(F(42) == 42, "");

/* Runtime context */
void G(int y) { F(y); }  // The way F is defined, this can't ever be valid.

如果参数的类型是允许作为模板参数的类型，但解决方案很简单，我们只需将其传递给模板参数即可。但如果不是，你可以将表达式的constexpr - 包装在一个带有lambda的任意作用域中的类中。

`constexpr`参数

/* Simply counts the number of xs, using C++14. */
static constexpr std::size_t count_xs(const char *fmt, std::size_t n) {
  std::size_t result = 0;
  for (std::size_t i = 0; i < n; ++i) {
    if (fmt[i] == 'x') {
      ++result;
    }  // if
  }  // for
  return result;
}

template <typename StrLiteral, typename... Args>
constexpr void F(StrLiteral fmt, Args &&... args) {
  static_assert(count_xs(fmt, fmt.size()) == sizeof...(Args), "");
}

int main() {
  F([]() {
      class StrLiteral {
        private:
        static constexpr decltype(auto) get() { return "x:x:x"; }
        public:
        static constexpr const char *data() { return get(); }
        static constexpr std::size_t size() { return sizeof(get()) - 1; }
        constexpr operator const char *() { return data(); }
      };
      return StrLiteral();
    }(), 0, 0, 0);
}

通话网站很荒谬。尽管我讨厌宏，但我们可以用它来清理一下。

#define STR_LITERAL(str_literal) \
  []() { \
    class StrLiteral { \
      private: \
      static constexpr decltype(auto) get() { return str_literal; } \
      public: \
      static constexpr const char *data() { return get(); } \
      static constexpr std::size_t size() { return sizeof(get()) - 1; } \
      constexpr operator const char *() { return data(); } \
    }; \
    return StrLiteral(); \
  }()

int main() {
  F(STR_LITERAL("x:x:x"), 0, 0, 0);
}

通常，我们可以使用这种方法在constexpr static函数中包装constexpr表达式，以通过函数参数保留其constexpr - ness。但请注意，这可能会导致编译时间停止，因为每次调用F都会导致不同的模板实例化，即使我们用等效的字符串调用它两次。

轻微改进

我们不是为每次调用F实例化不同的模板，而是为了使相同的格式字符串重新使用相同的实例化。

template <char... Cs>
class Format {
  private:
  static constexpr const char data_[] = {Cs..., '\0'};
  public:
  static constexpr const char *data() { return data_; }
  static constexpr std::size_t size() { return sizeof(data_) - 1; }
  constexpr operator const char *() { return data(); }
};

template <char... Cs>
constexpr const char Format<Cs...>::data_[];

template <char... Cs, typename... Args>
constexpr void F(Format<Cs...> fmt, Args &&... args) {
  static_assert(count_xs(fmt, fmt.size()) == sizeof...(Args), "");
}

int main() {
  F(Format<'x', ':', 'x', ':', 'x'>(), 0, 0, 0);
}

Welp，让我们使用另一个宏来构建Format＆＃34;更好＆＃34;。

template <typename StrLiteral, std::size_t... Is>
constexpr auto MakeFormat(StrLiteral str_literal,
                          std::index_sequence<Is...>) {
  return Format<str_literal[Is]...>();
}

#define FMT(fmt) \
   MakeFormat(STR_LITERAL(fmt), std::make_index_sequence<sizeof(fmt) - 1>())

int main() {
  F(FMT("x:x:x"), 0, 0, 0);
}

希望这有帮助！

使用constexpr进行基本编译时格式字符串检查

1 个答案:

`constexpr`参数

轻微改进

使用constexpr进行基本编译时格式字符串检查

1 个答案:

constexpr参数

轻微改进

`constexpr`参数