如何在编译时从字符串文字生成整数？

Question

在 C++ 中，是否可以仅使用编译时设施从字符串文字生成整数？

例如，如果我们只有文字“6”，是否有某种方法可以将其用作模板参数，例如 std::array一个；？

我了解基于 constexpr 的技术，例如：

template <int N> constexpr char get_char(const char s[N], int n) {
  return s[n];
}

但是 constexpr 在大多数编译器上尚未准备就绪，因此我正在寻找可能使用宏和 TMP 的解决方案。

这只是为了实验，所以疯狂的想法是受欢迎的。

Answer 1

显然 gcc 允许 "abcd"[3] 被解释为 'd'，这允许它工作（至少在 g++-4.6 和 4.7 上）：

#include <boost/preprocessor/repetition/enum.hpp>

template <const char... characters>
struct GetIntegerTemplate;

template <const char head, const char... rest>
struct GetIntegerTemplate<head, rest...>
{
    typedef GetIntegerTemplate<rest...> Prev;
    enum
    {
        power = Prev::power * 10,
        value = (head - '0') * Prev::power + Prev::value
    };
};

template <>
struct GetIntegerTemplate<>
{
    enum
    {
        power = 1,
        value = 0
    };
};

#define GET_NTH_CHARACTER(z, n, data) data[n]
#define GET_INTEGER(length, the_string) GetIntegerTemplate<BOOST_PP_ENUM(length, GET_NTH_CHARACTER, the_string)>::value

int main()
{
    static_assert(GET_INTEGER(7, "1234567") == 1234567, "oops");
}

但它不会' t 在 clang 上编译，它表示“‘const char’类型的非类型模板参数不是整型常量表达式”。

---

它真正做的是将字符串文字 "1234567" 分解为字符文字列表 '1', '2', '3', '4', '5', “6”、“7”。 然后调用实例化

GetIntegerTemplate<'1', '2', '3', '4', '5', '6', '7'>::value

将列表转换为整数 1234567。 string → char 文字步骤可能涉及非标准行为，这些行为可能无法在 g++ 之外工作（即比 constexpr ☺ 更糟糕），但是GetIntegerTemplate<...>::value 是可移植的。

Answer 2

_{（转发自我的另一个答案）}

如果您不介意更改您的概念定义来自eg的“字符串文字”
"425897" 改为 '4258','97'，然后就可以使用 Boost。MPL 的 boost::mpl::string< /a> 来完成此操作：

#include <cstddef>
#include <boost/type_traits/is_integral.hpp>
#include <boost/type_traits/is_same.hpp>
#include <boost/type_traits/is_signed.hpp>
#include <boost/mpl/and.hpp>
#include <boost/mpl/assert.hpp>
#include <boost/mpl/char.hpp>
#include <boost/mpl/contains.hpp>
#include <boost/mpl/end.hpp>
#include <boost/mpl/eval_if.hpp>
#include <boost/mpl/find_if.hpp>
#include <boost/mpl/fold.hpp>
#include <boost/mpl/front.hpp>
#include <boost/mpl/identity.hpp>
#include <boost/mpl/integral_c.hpp>
#include <boost/mpl/minus.hpp>
#include <boost/mpl/negate.hpp>
#include <boost/mpl/next.hpp>
#include <boost/mpl/not.hpp>
#include <boost/mpl/pair.hpp>
#include <boost/mpl/placeholders.hpp>
#include <boost/mpl/plus.hpp>
#include <boost/mpl/pop_front.hpp>
#include <boost/mpl/push_back.hpp>
#include <boost/mpl/reverse_fold.hpp>
#include <boost/mpl/size_t.hpp>
#include <boost/mpl/string.hpp>
#include <boost/mpl/times.hpp>
#include <boost/mpl/vector.hpp>

namespace details
{
    namespace mpl = boost::mpl;

    typedef mpl::vector10<
        mpl::char_<'0'>, mpl::char_<'1'>, mpl::char_<'2'>, mpl::char_<'3'>,
        mpl::char_<'4'>, mpl::char_<'5'>, mpl::char_<'6'>, mpl::char_<'7'>,
        mpl::char_<'8'>, mpl::char_<'9'>
    > valid_chars_t;

    template<typename IntegralT, typename PowerT>
    struct power_of_10;

    template<typename IntegralT, std::size_t Power>
    struct power_of_10<IntegralT, mpl::size_t<Power> > : mpl::times<
        power_of_10<IntegralT, mpl::size_t<Power - 1u> >,
        mpl::integral_c<IntegralT, 10>
    > { };

    template<typename IntegralT>
    struct power_of_10<IntegralT, mpl::size_t<1u> >
        : mpl::integral_c<IntegralT, 10>
    { };

    template<typename IntegralT>
    struct power_of_10<IntegralT, mpl::size_t<0u> >
        : mpl::integral_c<IntegralT, 1>
    { };

    template<typename IntegralT, typename StringT>
    struct is_negative : mpl::and_<
        boost::is_signed<IntegralT>,
        boost::is_same<
            typename mpl::front<StringT>::type,
            mpl::char_<'-'>
        >
    > { };

    template<typename IntegralT, typename StringT>
    struct extract_actual_string : mpl::eval_if<
        is_negative<IntegralT, StringT>,
        mpl::pop_front<StringT>,
        mpl::identity<StringT>
    > { };

    template<typename ExtractedStringT>
    struct check_valid_characters : boost::is_same<
        typename mpl::find_if<
            ExtractedStringT,
            mpl::not_<mpl::contains<valid_chars_t, mpl::_> >
        >::type,
        typename mpl::end<ExtractedStringT>::type
    > { };

    template<typename ExtractedStringT>
    struct pair_digit_with_power : mpl::first<
        typename mpl::reverse_fold<
            ExtractedStringT,
            mpl::pair<mpl::vector0<>, mpl::size_t<0> >,
            mpl::pair<
                mpl::push_back<
                    mpl::first<mpl::_1>,
                    mpl::pair<mpl::_2, mpl::second<mpl::_1> >
                >,
                mpl::next<mpl::second<mpl::_1> >
            >
        >::type
    > { };

    template<typename IntegralT, typename ExtractedStringT>
    struct accumulate_digits : mpl::fold<
        typename pair_digit_with_power<ExtractedStringT>::type,
        mpl::integral_c<IntegralT, 0>,
        mpl::plus<
            mpl::_1,
            mpl::times<
                mpl::minus<mpl::first<mpl::_2>, mpl::char_<'0'> >,
                power_of_10<IntegralT, mpl::second<mpl::_2> >
            >
        >
    > { };

    template<typename IntegralT, typename StringT>
    class string_to_integral_impl
    {
        BOOST_MPL_ASSERT((boost::is_integral<IntegralT>));

        typedef typename extract_actual_string<
            IntegralT,
            StringT
        >::type ExtractedStringT;
        BOOST_MPL_ASSERT((check_valid_characters<ExtractedStringT>));

        typedef typename accumulate_digits<
            IntegralT,
            ExtractedStringT
        >::type ValueT;

    public:
        typedef typename mpl::eval_if<
            is_negative<IntegralT, StringT>,
            mpl::negate<ValueT>,
            mpl::identity<ValueT>
        >::type type;
    };
}

template<typename IntegralT, typename StringT>
struct string_to_integral2
    : details::string_to_integral_impl<IntegralT, StringT>::type
{ };

template<typename IntegralT, int C0, int C1 = 0, int C2 = 0,
    int C3 = 0, int C4 = 0, int C5 = 0, int C6 = 0, int C7 = 0>
struct string_to_integral : string_to_integral2<
    IntegralT,
    boost::mpl::string<C0, C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7>
> { };

用法如下：

int i = string_to_integral<int, '4258','97'>::value;
// or
typedef boost::mpl::string<'4258','97'> str_t;
unsigned j = string_to_integral2<unsigned, str_t>::value;

实现了对负数的支持，但未实现对溢出检测的支持（但您的编译器可能会发出警告）。

Answer 3

或许？

template<int C>
struct get_char
{
    static const int value = C - 48;
};

static_assert(get_char<'0'>::value == 0, "");

Answer 4

我不确定这是否可能，但这是你可以尝试的事情。

您可以将字符数字的值递减“0”以获得该数值。

就像：

char a = '5';
int num =  a - '0';

这可以解决你一位数的问题。

为了解决一个多位数字（如“12345”），您必须循环所有数字并对结果求和（每个数字乘以 10^pos）。

这在执行时很容易做到，但在编译时就不那么简单了。

“编译时递归”可能是你的朋友。老实说，我想不出任何使用它的解决方案，但你可能会找到一个。

祝你好运！