用户定义的文本
在 C++ 中,文本有六个主要类别:整数、字符、浮点、字符串、布尔和指针。 从 C++11 开始,可以基于这些类别定义你自己的文本,以便为常见惯用语提供快捷语法,并提高类型安全性。 例如,假设有一个 Distance
类。 你可以将一个文本定义为表示公里,将另一个文本定义为表示英里,并通过编写以下内容帮助用户明确度量单位:auto d = 42.0_km
或 auto d = 42.0_mi
。 用户定义的文本没有任何性能优势或劣势;它们的主要作用在于方便或实现编译时类型推断。 标准库具有 std::string
、std::complex
以及 <chrono> 标头中的时间和持续时间操作单位的用户定义文本:
Distance d = 36.0_mi + 42.0_km; // Custom UDL (see below)
std::string str = "hello"s + "World"s; // Standard Library <string> UDL
complex<double> num =
(2.0 + 3.01i) * (5.0 + 4.3i); // Standard Library <complex> UDL
auto duration = 15ms + 42h; // Standard Library <chrono> UDLs
用户定义的文本运算符签名
通过以下形式之一在命名空间范围定义 operator"" 来实现用户定义的文本:
ReturnType operator "" _a(unsigned long long int); // Literal operator for user-defined INTEGRAL literal
ReturnType operator "" _b(long double); // Literal operator for user-defined FLOATING literal
ReturnType operator "" _c(char); // Literal operator for user-defined CHARACTER literal
ReturnType operator "" _d(wchar_t); // Literal operator for user-defined CHARACTER literal
ReturnType operator "" _e(char16_t); // Literal operator for user-defined CHARACTER literal
ReturnType operator "" _f(char32_t); // Literal operator for user-defined CHARACTER literal
ReturnType operator "" _g(const char*, size_t); // Literal operator for user-defined STRING literal
ReturnType operator "" _h(const wchar_t*, size_t); // Literal operator for user-defined STRING literal
ReturnType operator "" _i(const char16_t*, size_t); // Literal operator for user-defined STRING literal
ReturnType operator "" _g(const char32_t*, size_t); // Literal operator for user-defined STRING literal
ReturnType operator "" _r(const char*); // Raw literal operator
template<char...> ReturnType operator "" _t(); // Literal operator template
上例中的运算符名是你提供的任意占位符,但需要前导下划线。 (仅标准库才允许定义不带下划线的文本。)在返回类型中,你可以自定义文本执行的转换或其他操作。 此外,这些运算符中的任何一个都可定义为 constexpr
。
加工的文本
在源代码中,任何文本(无论是否为用户定义的)实质上都是字母数字字符序列,例如 101
、54.7
、"hello"
或 true
。 编译器将序列解释为整数、浮点、常量字符*字符串等。 接受编译器分配给文本值的任何类型作为输入的用户定义的文本非正式地称为“加工的文本”。 以上所有运算符(_r
和 _t
除外)均为加工的文本。 例如,文本 42.0_km
将绑定到签名与 _b 类似的运算符 _km;而文本 42_km
将绑定到签名与 _a 类似的运算符。
下面的示例演示用户定义的文本如何帮助用户明确其输入。 若要构造 Distance
,用户必须通过使用相应的用户定义文本显式指定公里或英里。 也可以通过其他方式实现相同的结果,但用户定义的文本比其他方案简便。
// UDL_Distance.cpp
#include <iostream>
#include <string>
struct Distance
{
private:
explicit Distance(long double val) : kilometers(val)
{}
friend Distance operator"" _km(long double val);
friend Distance operator"" _mi(long double val);
long double kilometers{ 0 };
public:
const static long double km_per_mile;
long double get_kilometers() { return kilometers; }
Distance operator+(Distance other)
{
return Distance(get_kilometers() + other.get_kilometers());
}
};
const long double Distance::km_per_mile = 1.609344L;
Distance operator"" _km(long double val)
{
return Distance(val);
}
Distance operator"" _mi(long double val)
{
return Distance(val * Distance::km_per_mile);
}
int main()
{
// Must have a decimal point to bind to the operator we defined!
Distance d{ 402.0_km }; // construct using kilometers
std::cout << "Kilometers in d: " << d.get_kilometers() << std::endl; // 402
Distance d2{ 402.0_mi }; // construct using miles
std::cout << "Kilometers in d2: " << d2.get_kilometers() << std::endl; //646.956
// add distances constructed with different units
Distance d3 = 36.0_mi + 42.0_km;
std::cout << "d3 value = " << d3.get_kilometers() << std::endl; // 99.9364
// Distance d4(90.0); // error constructor not accessible
std::string s;
std::getline(std::cin, s);
return 0;
}
文本数字必须使用十进制数。 否则数字将被解释为整数,而该类型与运算符不兼容。 对于浮点数输入,类型必须是 long double
;而对于整数类型则必须是 long long
。
原始文本
在原始的用户定义文本中,你定义的运算符将文本作为字符值的序列接受。 由你决定将该序列解释为数字、字符串还是其他类型。 在此页上方显示的运算符列表中,_r
和 _t
可用于定义原始文本:
ReturnType operator "" _r(const char*); // Raw literal operator
template<char...> ReturnType operator "" _t(); // Literal operator template
可使用原始文本来提供不同于编译器正常行为的输入序列的自定义解释。 例如,可以定义一段文本,用于将序列 4.75987
转换为自定义的十进制类型,而不是 IEEE 754 浮点类型。 原始文本(如加工的文本)还可用于输入序列的编译时验证。
示例:原始文本的限制
原始文本运算符和文本运算符模板仅适用于整型和浮点型用户定义文本,如下面的示例所示:
#include <cstddef>
#include <cstdio>
// Literal operator for user-defined INTEGRAL literal
void operator "" _dump(unsigned long long int lit)
{
printf("operator \"\" _dump(unsigned long long int) : ===>%llu<===\n", lit);
};
// Literal operator for user-defined FLOATING literal
void operator "" _dump(long double lit)
{
printf("operator \"\" _dump(long double) : ===>%Lf<===\n", lit);
};
// Literal operator for user-defined CHARACTER literal
void operator "" _dump(char lit)
{
printf("operator \"\" _dump(char) : ===>%c<===\n", lit);
};
void operator "" _dump(wchar_t lit)
{
printf("operator \"\" _dump(wchar_t) : ===>%d<===\n", lit);
};
void operator "" _dump(char16_t lit)
{
printf("operator \"\" _dump(char16_t) : ===>%d<===\n", lit);
};
void operator "" _dump(char32_t lit)
{
printf("operator \"\" _dump(char32_t) : ===>%d<===\n", lit);
};
// Literal operator for user-defined STRING literal
void operator "" _dump(const char* lit, size_t)
{
printf("operator \"\" _dump(const char*, size_t): ===>%s<===\n", lit);
};
void operator "" _dump(const wchar_t* lit, size_t)
{
printf("operator \"\" _dump(const wchar_t*, size_t): ===>%ls<===\n", lit);
};
void operator "" _dump(const char16_t* lit, size_t)
{
printf("operator \"\" _dump(const char16_t*, size_t):\n" );
};
void operator "" _dump(const char32_t* lit, size_t)
{
printf("operator \"\" _dump(const char32_t*, size_t):\n" );
};
// Raw literal operator
void operator "" _dump_raw(const char* lit)
{
printf("operator \"\" _dump_raw(const char*) : ===>%s<===\n", lit);
};
template<char...> void operator "" _dump_template(); // Literal operator template
int main(int argc, const char* argv[])
{
42_dump;
3.1415926_dump;
3.14e+25_dump;
'A'_dump;
L'B'_dump;
u'C'_dump;
U'D'_dump;
"Hello World"_dump;
L"Wide String"_dump;
u8"UTF-8 String"_dump;
u"UTF-16 String"_dump;
U"UTF-32 String"_dump;
42_dump_raw;
3.1415926_dump_raw;
3.14e+25_dump_raw;
// There is no raw literal operator or literal operator template support on these types:
// 'A'_dump_raw;
// L'B'_dump_raw;
// u'C'_dump_raw;
// U'D'_dump_raw;
// "Hello World"_dump_raw;
// L"Wide String"_dump_raw;
// u8"UTF-8 String"_dump_raw;
// u"UTF-16 String"_dump_raw;
// U"UTF-32 String"_dump_raw;
}
operator "" _dump(unsigned long long int) : ===>42<===
operator "" _dump(long double) : ===>3.141593<===
operator "" _dump(long double) : ===>31399999999999998506827776.000000<===
operator "" _dump(char) : ===>A<===
operator "" _dump(wchar_t) : ===>66<===
operator "" _dump(char16_t) : ===>67<===
operator "" _dump(char32_t) : ===>68<===
operator "" _dump(const char*, size_t): ===>Hello World<===
operator "" _dump(const wchar_t*, size_t): ===>Wide String<===
operator "" _dump(const char*, size_t): ===>UTF-8 String<===
operator "" _dump(const char16_t*, size_t):
operator "" _dump(const char32_t*, size_t):
operator "" _dump_raw(const char*) : ===>42<===
operator "" _dump_raw(const char*) : ===>3.1415926<===
operator "" _dump_raw(const char*) : ===>3.14e+25<===
反馈
https://aka.ms/ContentUserFeedback。
即将发布:在整个 2024 年,我们将逐步淘汰作为内容反馈机制的“GitHub 问题”,并将其取代为新的反馈系统。 有关详细信息,请参阅:提交和查看相关反馈