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c++ - 为什么 const char[] 更适合 std::ranges::range 而不是显式的 const char* 自由重载，以及如何解决它？

问题描述

我想<<为任何人写一个通用的range，我最终得到了这个：

std::ostream& operator << (std::ostream& out, std::ranges::range auto&& range) {
    using namespace std::ranges;

    if (empty(range)) {
        return out << "[]";
    }

    auto current = begin(range);
    out << '[' << *current;

    while(++current != end(range)) {
        out << ',' << *current;
    }

    return out << ']';
}

像这样测试：

int main() {
    std::vector<int> ints = {1, 2, 3, 4};
    std::cout << ints << '\n';
}

它完美地工作并输出：

[1,2,3,4]

但是，当测试时：

int main() {
    std::vector<int> empty = {};
    std::cout << empty << '\n';
}

它出乎意料地输出：

[[,], ]

用调试器运行这段代码，我得出一个结论，空范围的问题是我们运行return out << "[]";. 一些 C++ 魔法决定了我刚刚写的，

std::ostream& operator << (std::ostream& out, std::ranges::range auto&& range);

是更好的匹配，然后提供<ostream>，

template< class Traits >
basic_ostream<char,Traits>& operator<<( basic_ostream<char,Traits>& os,  
                                        const char* s );

因此，它不像我们通常看到的那样仅发送"[]"到输出流，而是递归回自身，但"[]"作为range参数。

那是更好的匹配的原因是什么？[与]单独发送相比，我可以以更优雅的方式解决此问题吗？

编辑：这似乎很可能是 GCC 10.1.0 中的一个错误，因为较新的版本拒绝该代码。

标签： c++c++20overload-resolutionc++-conceptsstd-ranges

解决方案

我认为这不应该编译。让我们稍微简化一下这个例子：

template <typename T> struct basic_thing { };
using concrete_thing = basic_thing<char>;

template <typename T> concept C = true;

void f(concrete_thing, C auto&&); // #1
template <typename T> void f(basic_thing<T>, char const*); // #2

int main() {
    f(concrete_thing{}, "");
}

basic_thing/concrete_thing模仿 / 正在发生basic_ostream的事情ostream。#1是您提供的重载，#2是标准库中的重载。

显然，这两种重载对于我们正在进行的调用都是可行的。哪一个更好？

好吧，它们在两个参数中都是完全匹配的（是的，即使我们正在经历指针衰减也是完全匹配的，请参阅char const*为什么指针衰减优先于推导的模板？）。所以转换序列无法区分。""

这两个都是函数模板，所以无法区分。

两个函数模板都没有比另一个更专业 - 两个方向的推导都失败（char const*无法匹配C auto&&和concrete_thing无法匹配basic_thing<T>）。

“更受约束”部分仅适用于两种情况下模板参数设置相同的情况，此处不正确，因此该部分无关紧要。

而且......基本上就是这样，我们已经没有决胜局了。gcc 10.1 接受这个程序的事实是一个错误，gcc 10.2 不再这样做。尽管clang现在可以，我相信这是一个clang错误。MSVC 拒绝为模棱两可：Demo。

无论哪种方式，这里都有一个简单的解决方法，即先编写[然后]作为单独的字符。

不管怎样，你可能不想写

std::ostream& operator << (std::ostream& out, std::ranges::range auto&& range);

首先，因为要真正正常工作，您必须将其粘贴在 namespace 中std。相反，您想为任意范围编写一个包装器并使用它来代替：

template <input_range V> requires view<V>
struct print_view : view_interface<print_view<V>> {
    print_view() = default;
    print_view(V v) : v(v) { }

    auto begin() const { return std::ranges::begin(v); }
    auto end() const { return std::ranges::end(v); }

    V v;
};

template <range R>
print_view(R&& r) -> print_view<all_t<R>>;

并定义您operator<<要打印的print_view. 这样，它就可以工作，而您不必处理这些问题。演示。

当然，out << *current;您可能希望有条件地将其包装out << print_view{*current};为完全正确的，但我将把它作为练习。

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