为什么const char []比std :: ranges :: range更适合匹配，而不是显式的const char *免费重载，以及如何解决它？

问题描述

我想为任何<<写一个通用的range，最终我得到了这样的东西：

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 << ']';
}

经过如下测试：

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

它完美地工作并输出：

[1,4]

但是，当通过以下方式测试时：

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

它意外地输出：

[[,],]

使用调试器运行此代码，得出的结论是，空范围的问题是我们运行了return out << "[]";。一些C ++魔术决定我刚刚写的

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

是一个更好的匹配，然后是provided in <ostream>

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

因此，它不再像我们通常看到的那样将"[]"发送到输出流，而是递归回其自身，而是使用"[]"作为range参数。

匹配得更好的原因是什么？与分别发送[和]相比，我可以更优雅的方式解决此问题吗？

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编辑：看来这很可能是GCC 10.1.0中的错误，因为较新的版本reject是该代码。

解决方法

我认为该不应该进行编译。让我们将示例简化为：

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模仿了basic_ostream / ostream的情况。 #1是您提供的重载，#2是标准库中的重载。

显然，这两个重载对于我们正在进行的调用都是可行的。哪个更好？

好吧，它们在两个参数中都是完全匹配的（是的，char const*是""的完全匹配，即使我们正在经历指针衰减，请参见Why does pointer decay take priority over a deduced template?）。因此转换顺序无法区分。

这两个都是函数模板，因此无法在其中区分。

这两个功能模板都不比另一个更专业-推导在两个方向上都失败（char const*与C auto&&不匹配，而concrete_thing与basic_thing<T>不匹配）。

“受限”部分仅在两种情况下模板参数设置相同时才适用，此处不正确，因此该部分无关紧要。

而且...基本上就是这样，我们已经没有了决胜局。 gcc 10.1接受该程序是一个错误，gcc 10.2不再存在。尽管clang现在可以使用，但我相信这是clang的错误。 MSVC拒绝将其视为模棱两可的：Demo。

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无论哪种方式，这里都有一个简单的解决方法，就是先将[写成]作为单独的字符。

无论哪种方式，您可能都不想写

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

首先，因为要使其真正正常工作，您必须将其粘贴在命名空间std中。相反，您想编写一个任意范围的包装器，并使用该包装器：

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>>;

并定义您的operator<<以打印print_view。这样，它就可以工作，而您不必处理这些问题。 Demo。

当然，您可能希望有条件地将其包装在out << *current;中而不是out << print_view{*current};，但我将保留它作为练习。