复杂的模板涉及constexpr以及更多

Question

我试图在编写复杂的模板上变得更好。我选择了一个示例问题，其中我替换了std :: setw，std :: setfill和std :: hex，hex有些不同。 （注意：这个问题与iomanip无关。iomanip的内容只是一个示例问题。我的目标是学习一些模板的细微差别。）

因此，我的第一个目标是创建一个“ forsfortednumber”类，以包装整数，并随着模板参数的格式指令提供格式指令：

template<class VALUE, bool HEX, int WIDTH, char FILL>
class FormattedNumber {
public:
    VALUE val_;
    FormattedNumber(VALUE v) : val_(v) {}
};

template<class VALUE, bool HEX, int WIDTH, char FILL>
std::ostream &operator<<(std::ostream &oss, FormattedNumber<VALUE, HEX, WIDTH, FILL> n) {
    if (HEX) oss << std::hex;
    oss << std::setfill(FILL) << std::setw(WIDTH) << n.val_;
    oss << std::dec << std::setfill(' ');
    return oss;
}

效果很好。它使我可以写这样的代码：

std::cout << FormattedNumber<int, false, 0, ' '>(123);  //  '123'
std::cout << FormattedNumber<int, true, 4, '0'>(123);   //  '007b'
std::cout << FormattedNumber<int, false, 5, 'x'>(123);  //  'xx123'

这是一个开始。接下来，第2步使其更易于使用。我想让用户写一些友好的东西，例如“ hex.width（10）.fill（'0'）。make（123）”。我部分完成了这一点：

template<bool HEX, int WIDTH, char FILL>
class NumberFormat {
public:
    constexpr static auto hex = NumberFormat<true, WIDTH, FILL>();
    constexpr static auto dec = NumberFormat<false, WIDTH, FILL>();

    constexpr static auto width5 = NumberFormat<HEX, 5, FILL>();
    constexpr static auto width10 = NumberFormat<HEX, 10, FILL>();

    constexpr static auto zfill = NumberFormat<HEX, WIDTH, '0'>();
    constexpr static auto xfill = NumberFormat<HEX, WIDTH, 'x'>();

    template<class VALUE>
    static FormattedNumber<VALUE, HEX, WIDTH, FILL> make(VALUE v) {
        return FormattedNumber<VALUE, HEX, WIDTH, FILL>(v);
    }
};

constexpr auto hex = NumberFormat<true, 0, '0'>();
constexpr auto dec = NumberFormat<false, 0, '0'>();

这确实有效，它使我可以编写这样的代码：

std::cout << dec.width5.zfill.make(123);   // '00123'
std::cout << dec.width10.xfill.make(123);  // 'xxxxxxx123'
std::cout << hex.width5.xfill.make(123);   // 'xxx7b'

这是朝着正确的方向朝着正确的方向迈出的一步，但是我希望能够以两种方式更改它。首先，我希望能够编写“宽度（10）”而不是“ width10”。 不幸的是，我尝试将其放入类NumberFormat：

    constexpr static auto width(int n) {
        return NumberFormat<HEX, ????, FILL>();
    }

但是我无法弄清楚要把问号放在哪里。我当然可以这样做：

    template<int N>
    constexpr static auto width() {
        return NumberFormat<HEX, N, FILL>();
    }

但是，这要求用户写“ width＆lt＆gt;（）”，这很丑陋。如果宽度的参数是整数字面的，则似乎这是可能的。

因此，我想改变的第二件事是我希望能够写“十六进制（123）”，而不是“ hex.make（123）”。 “ make”一词似乎是不必要的。我已经尝试将其添加到课堂上：

    template<class VALUE>
    constexpr static auto operator()(VALUE v) {
        return FormattedNumber<VALUE, HEX, WIDTH, FILL>(v);
    }

但是它不喜欢，显然Operator（）需要非静态。我可以使其不静止，但是如果这样做，链接器会这样抱怨：

   undefined reference to `NumberFormat<false, 10, (char)48>::zfill'

这很奇怪，那应该是静态的constexpr，即，只是一个常数，因此它不应该有任何链接。我不明白。

你们中的任何一个能解释一下是否有一种方法来执行“宽度”功能，并且您能解释一下为什么链接引起问题吗？有没有办法使我的“模板魔术”更好地工作？