如何定义泛化to_string和to_wstring以避免代码重复

问题描述 投票：0回答：1

我有许多用户定义的类，我想为其定义一个 to_string 函数。然而，我不想只为 

std::string
定义它，而是为 
std::basic_string
的所有可能实例定义它。因此，这是一个天真的尝试，但失败了：

我们有一些类型，并且我们为每个类型定义了 

to_basic_string()
函数。然后我们有更具体的 
to_string()
、
to_wstring()
、
to_u8string()
，它们围绕每个 
to_basic_string()
实例化的 
basic_string
。使用通用参数，因此我们不必为每个用户定义的类型定义相同的东西。

#include <string>
#include <iostream>
#include <sstream>
using namespace std::literals;

// Define the types...

template <std::size_t... Is>
struct foo {};

struct bar {};

struct baz {};

// ...


// Define the generic to_basic_string functions...

template<typename char_type, std::size_t first, std::size_t... Is>
std::basic_string<char_type> to_basic_string(foo<first, Is...> arg)
{
    std::basic_stringstream<char_type> stst;

    stst << "foo<"s << first;

    if (sizeof...(Is) > 0)
    {
        ((stst << ","s << Is), ...);
    }

    stst << ">"s;

    return stst.str();
}

template<typename char_type>
std::basic_string<char_type> to_basic_string(bar arg)
{
    using namespace std::literals;

    return "bar"s;
}

template<typename char_type>
std::basic_string<char_type> to_basic_string(baz arg)
{
    using namespace std::literals;

    return std::basic_string<char_type>{};
}

// ...


// Define (for generic argument) functions that convert to the particular basic_string instantiations, such as string, wstring, etc.

std::string to_string(auto arg)
{
    return to_basic_string<char>(arg);
}

std::wstring to_wstring(auto arg)
{
    return to_basic_string<wchar_t>(arg);
}

std::u8string to_u8string(auto arg)
{
    return to_basic_string<char8_t>(arg);
}

// ...

int main()
{
    std::cout << to_string(foo<0, 2, 4, 6, 8>{}) << "\n"s;
    std::cout << to_string(bar{}) << "\n"s;
    std::cout << to_string(baz{}) << "\n"s;

//  std::wcout << to_wstring(foo<0, 2, 4, 6, 8>{}) << L"\n"s;
//  std::wcout << to_wstring(bar{}) << L"\n"s;
//  std::wcout << to_wstring(baz{}) << L"\n"s;
}

将其用于

to_string()
时，一切似乎工作正常。对于 
to_wstring()
和其他函数，它无法编译，这并不奇怪：
to_basic_string()
函数都使用 
basic_string
文字，例如 
"foo<"s
，仅适用于基于 
char
的文字。

这就提出了一个问题：如何让这个函数支持各种 

basic_string
类型，而不必有效地复制函数逻辑？请注意，由于示例较少，所提供的函数具有相当简单的实现，因此并不反映其实际的对应函数。但是，它们确实反映了涉及的一般元素：始终使用字符串文字，并且使用字符串流来连接元素。

至于 c++ 标准的选择，对于这个问题来说，任何达到 c++20 的标准都是公平的。

（顺便说一句，考虑到标准中对它们的支持是多么稀疏，我质疑尝试提供 

basic_string
和 
string
之外的支持是否有很大用处。有
wstring
和
std::cout
，但是据我所知，
std::wcout
、
u8string
和
u16string
没有这样的等价物。）

c++ tostring string-literals stdstring widestring
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这些模板函数将从一些特定函数中调用，每种 basic_string 调用一个函数（但对于所有类都是通用的，使用

u32string

参数）。

实际上，使用 
auto
 参数的函数是“缩写函数模板”，最终您将得到两层嵌套的模板函数。有帮助吗？
无论如何，您面临两个（相关的）问题。




    您的核心 
  1. auto
     模板函数应该返回任何类型的 basic_string，但它们实际上被设计为始终返回“经典”基于字符的字符串（即 
    to_basic_string()
     的实例）。
    

    2. 更重要。没有预定义的方法可以在基于“basic_string”的所有不同类之间进行转换（或者在基于“经典”字符的 
  2. std::basic_string<char>
     和 
    string
    、
    wstring
     等）之间进行转换。
    

    

    3. 这是因为像 
u8string
、
char
 或 
wchar_t
 这样的类型指定了每个字符/实体的 
size
，但它们没有提及任何关于 encoding 的内容，这主要取决于实现（并且与“区域设置”等）。事实上，源代码中 char/wchar 文字的编码也不是由标准定义的。
单个 
char8_t
 字符串通常以某种 ISO-8859 变体（每个字符/字节一个字符）进行编码（或者，也许以 UTF-8 编码，每个字符/实体使用一个或多个字符/字节）。宽 
char
 wstring 可以使用 UCS-2（一种旧的 UTF-16 限制形式）进行编码。或者不是。
为了解决第一个问题，我会将内部级别模板函数替换为简单函数（除了部分 foo 之外）并执行以下操作：


wchar_t


正如我所说，第二个问题更复杂，您可能无法找到真正通用的解决方案。这里提供的只是一个示例。


最后一点，我将移动内部函数，例如特定类中的 
#include <string>
#include <iostream>
#include <sstream>
using namespace std::literals;

// Define the types...

template <std::size_t... Is>
struct foo {};

struct bar {};

struct baz {};

// Define the to_string functions for each class

template<typename std::size_t first, std::size_t... Is>
std::string to_string(foo<first, Is...> arg)
{
    std::stringstream stst;

    stst << "foo<"s << first;

    if (sizeof...(Is) > 0)
    {
        ((stst << ","s << Is), ...);
    }

    stst << ">"s;

    return stst.str();
}

std::string to_string(bar arg)
{
    using namespace std::literals;

    return "bar"s;
}

std::string to_string(baz arg)
{
    using namespace std::literals;

    return std::string{};
}

// Define (for generic argument) functions that convert to the particular basic_string instantiations, such as string, wstring, etc.

#include <codecvt>

std::wstring to_wstring(auto arg)
{
  
    // This should work if the (char) string is UTF-8 encoded
    std::wstring_convert<std::codecvt_utf8_utf16<wchar_t>> converter;
    return converter.from_bytes(to_string(arg));
}

std::u8string to_u8string(auto arg)
{
    return to_string(arg);
}

int main()
{
    std::cout << to_string(foo<0, 2, 4, 6, 8>{}) << "\n"s;
    std::cout << to_string(bar{}) << "\n"s;
    std::cout << to_string(baz{}) << "\n"s;

    std::wcout << to_wstring(foo<0, 2, 4, 6, 8>{}) << L"\n"s;
    std::wcout << to_wstring(bar{}) << L"\n"s;
    std::wcout << to_wstring(baz{}) << L"\n"s;
}

，删除参数。
    

	

    

    


  

  

    
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