是否可以在constexpr中使用std :: string？

Question

使用C++ 11,Ubuntu 14.04,GCC默认工具链.

此代码失败:

constexpr std::string constString = "constString";

错误:constexpr变量'constString'的类型'const string {aka const std :: basic_string}'不是文字...因为......'std :: basic_string'有一个非平凡的析构函数

是否有可能使用std::string的constexpr？(显然不是......)如果是这样,怎么样？是否有另一种方法在一个字符串中使用字符串constexpr？

Answer 1

不,你的编译器已经给你一个全面的解释.

但你可以这样做:

constexpr char constString[] = "constString";

在运行时,这可以用于std::string在需要时构造.

Answer 2

在C++ 17中,您可以使用string_view:

constexpr std::string_view sv = "hello, world";

A string_view是类似string对象,充当对任何char对象序列的不可变的非拥有引用.

Answer 3

由于问题是非平凡的析构函数,因此如果从中删除析构函数std::string,则可以定义constexpr该类型的实例.像这样

struct constexpr_str {
    char const* str;
    std::size_t size;

    // can only construct from a char[] literal
    template <std::size_t N>
    constexpr constexpr_str(char const (&s)[N])
        : str(s)
        , size(N - 1) // not count the trailing nul
    {}
};

int main()
{
    constexpr constexpr_str s("constString");

    // its .size is a constexpr
    std::array<int, s.size> a;
    return 0;
}

Answer 4

C++20 是朝着可以在编译时使用的方向迈出的一步std::string，但 P0980 不允许您编写像问题中那样的代码：

constexpr std::string constString = "constString";

原因是constexpr std::string它只允许在函数（常量表达式求值上下文）中使用constexpr。分配的内存constexpr std::string必须在此类函数返回之前释放 - 这就是所谓的瞬时分配，并且该内存不能“泄漏”到运行时之外的运行时可constexpr访问的对象（存储在数据段中）。例如，在当前 VS2022 预览版（cl 版本：19.30.30704）中编译上述代码行会导致以下错误：

1> : error C2131: expression did not evaluate to a constant
1> : message : (sub-)object points to memory which was heap allocated during constant evaluation

这是因为它试图进行不允许的非瞬态分配 - 这意味着分配到已编译二进制文件的数据段中。

在p0784r1中，在“非瞬态分配”段落中，您可以发现有一个计划允许将瞬态内存转换为静态内存（强调我的）：

评估完成时尚未释放的存储怎么办？我们可以不允许这样做，但确实存在令人信服的用例，这可能是可取的。例如，这可能是更灵活的“字符串文字”类的基础。因此，我们建议，如果非瞬态常量表达式分配有效（接下来将进行描述），则分配的对象将提升为静态存储持续时间。

有一种方法可以将瞬态std::string数据导出到外部以使其在运行时可用。您必须将其复制到std::array，问题是计算 的最终大小std::array，您可以预设一些较大的大小或计算std::string两次 - 一次获取大小，然后获取实际数据。以下代码在当前 VS2022 预览版 5 上成功编译并运行。它基本上通过单词之间的分隔符连接三个单词：

constexpr auto join_length(const std::vector<std::string>& vec, char delimiter) {
  std::size_t length = std::accumulate(vec.begin(), vec.end(), 0,
    [](std::size_t sum, const std::string& s) {
      return sum + s.size();
    });
  return length + vec.size();
}

template<size_t N>
constexpr std::array<char, N+1> join_to_array(const std::vector<std::string>& vec, char delimiter) {
  std::string result = std::accumulate(std::next(vec.begin()), vec.end(),
    vec[0],
    [&delimiter](const std::string& a, const std::string& b) {
      return a + delimiter + b;
    });
  std::array<char, N+1> arr = {};
  int i = 0;
  for (auto c : result) {
    arr[i++] = c;
  }
  return arr;
}
constexpr std::vector<std::string> getWords() {
  return { "one", "two", "three" };
}

int main()
{
  constexpr auto arr2 = join_to_array<join_length(getWords(), ';')>(getWords(), ';');
  static_assert(std::string(&arr2[0]) == "one;two;three");
  std::cout << &arr2[0] << "\n";
}

Answer 5

C ++ 20将添加constexpr字符串和向量

显然已接受以下提议：http : //www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2018/p0980r0.pdf并添加了以下构造函数：

// 20.3.2.2, construct/copy/destroy
constexpr
basic_string() noexcept(noexcept(Allocator())) : basic_string(Allocator()) { }
constexpr
explicit basic_string(const Allocator& a) noexcept;
constexpr
basic_string(const basic_string& str);
constexpr
basic_string(basic_string&& str) noexcept;

除了所有/大多数方法的constexpr版本。

自GCC 9.1.0起不提供支持，以下内容无法编译：

#include <string>

int main() {
    constexpr std::string s("abc");
}

与：

g++-9 -std=c++2a main.cpp

错误：

error: the type ‘const string’ {aka ‘const std::__cxx11::basic_string<char>’} of ‘constexpr’ variable ‘s’ is not literal

std::vector讨论在：无法创建constexpr std :: vector

在Ubuntu 19.04中测试。