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C++11使用者自定義字面量

1.示例

C++11新標準中引入了使用者自定義字面量,也叫自定義字尾操作符,即通過實現一個字尾操作符,將申明瞭該字尾標識的字面量轉化為需要的型別。考察如下程式碼:

long double operator"" _mm(long double x) { return x / 1000; }
long double operator"" _m(long double x)  { return x; }
long double operator"" _km(long double x) { return x * 1000; }

int main()
{
    cout << 1.0_mm << endl; //0.001
    cout << 1.0_m  << endl; //1
    cout << 1.0_km << endl; //1000

    return 0;
}

編譯並執行:

0.001
1
1000

實際上,自定義字面量一般用於使用者自定義的構造型別(結構體與類)。假如入我們有如下一個表示顏色的類。

struct RGBA
{
	uint8_t r, g, b, a;
	RGBA(uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b, uint8_t a):r(r),g(g),b(b),a(a){}
};

如何書寫類RGBA的字面量值呢,我們需要實現自定義字尾操作符。

RGBA operator"" _RGBA(const char* str, size_t size)
{
	const char* r = nullptr, *g = nullptr, *b = nullptr, *a = nullptr;
	for (const char* p = str; p != str + size; ++p)
	{
		if (*p == 'r') r = p + 1;
		if (*p == 'g') g = p + 1;
		if (*p == 'b') b = p + 1;
		if (*p == 'a') a = p + 1;
	}
	if (r == nullptr || g == nullptr || b == nullptr) throw;
	if (a == nullptr)
	{
		return RGBA(atoi(r),atoi(g),atoi(b),0);
	}
	else
	{
		return RGBA(atoi(r), atoi(g), atoi(b),atoi(a));
	}
}

這裡需要注意的是字尾操作符函式根據C++ 11 標準,只有下面引數列表才是合法的:

char const *
unsigned long long
long double
char const *, size_t
wchar_t const *, size_t
char16_t const *, size_t
char32_t const *, size_t

最後四個對於字串相當有用,因為第二個引數會自動推斷為字串的長度。例如:

size_t operator"" _len(char const * str, size_t size)
{
    return size;
}

int main()
{
    cout << "mike"_len <<endl; //結果為4

    return 0;
}

完成自定義字尾操作符函式後,我們可以使用自定義字面量來表示一個RGBA的物件了。

//輸出運算子過載
ostream& operator<<(ostream& os,const RGBA& color)
{
	return os<<"r="<< (int)color.r<<" g="<< (int)color.g<<" b="<< (int)color.b<<" a="<< (int)color.a<<endl;
}

int main()
{
	//自定義字面量來表示RGBA物件
	cout << "r255 g255 b255 a40"_RGBA << endl;
	return 0;
}

程式編譯執行輸出:

r=255 g=255 b=255 a=40

總體來說,使用者自定義字面量為程式碼書寫帶來了極大的便利。在實現自定義字尾操作符函式,字尾建議使用下劃線開頭,不宜使用非下劃線的使用者自定義字串常量,否則編譯器會發出警告。因為如果重用形如2019UL這樣的字面量,字尾"UL"與C++的型別"字尾"相同,無疑會引起一些混亂。


參考文獻

[1]深入理解C++11[M].3.8使用者自定義字面量.P110-P113
[1]C++11:使用者定義字面量