C++11 用户定义字面量

一 用户定义字面量

定义：

通过定义用户定义的后缀，允许整数、浮点数、字符及字符串字面量产生用户定义类型的对象。

语法：

十进制字面量 ud-后缀  (1)
八进制字面量 ud-后缀  (2)
十六进制字面量 ud-后缀 (3)
二进制字面量 ud-后缀  (4)
分数常量 指数部分(可选) ud-后缀 (5)
数字序列 指数部分 ud-后缀 (6)
字符字面量 ud-后缀 (7)
字符串字面量 ud-后缀  (8)

注意：ud-后缀 必须以_开头。

二 字面量运算符

即要实现用户定义字面量所要实现的函数。

格式：

operator "" 标识符
operator 用户定义字符串字面量 (C++14 起)

 第二种形式：用户定义字符串字面量：字符序列 "" 后不带空格，后随将作为ud-后缀的字符序列。这种特殊语法使得将语言关键词和保留标识符用作 ud-后缀 成为可能。例如允许下划线后随大写字母的用法（其他情况下这是保留标识符）（测试时第一种形式中下划线后随大写字母没有报错。）

三 字面量运算符允许的形参列表

( const char * )  (1)
( unsigned long long int )  (2)
( long double ) (3)
( char )  (4)
( wchar_t ) (5)
( char8_t ) (6) (C++20 起)
( char16_t )  (7)
( char32_t )  (8)
( const char * , std::size_t )  (9)
( const wchar_t * , std::size_t ) (10)
( const char8_t * , std::size_t ) (11)  (C++20 起)
( const char16_t * , std::size_t )  (12)
( const char32_t * , std::size_t )  (13)

注意：

1 不允许默认实参，不允许C语言连接。

2 若字面量运算符是模板，则它必须有空形参列表，而且只能有一个模板形参，模板形参必须是元素类型为 char 的非类型模板形参包（该情况下称之为数值字面量运算符模板）或类类型的非类型模板形参（该情况下称之为字符串字面量运算符模板, C++20起）

数值字面量运算符模板举例：

template <char...> double operator "" _x();

字符串字面量运算符模板举例：略，不展开。

3 字面量运算符和字面量运算符模板都是普通的函数（和函数模板），它们可声明为 inline 或 constexpr，它们可拥有内部或外部连接，它们可显式调用，可取其地址等等。

四 字面量运算符有重载时用户定义字面量调用的优先级

1 对于用户定义整数字面量
若字面量运算符有重载，优先形参类型 unsigned long long 的字面量运算符，即调用

operator "" X(nULL)  // n 为去掉后缀的整数

否则调用原始字面量运算符或数值字面量运算符模板。（二者在同一个作用域只能存在一个，否则调用会有二义性）。

2 对于用户定义浮点字面量
若字面量运算符有重载，优先形参类型 long double 的字面量运算符，否则调用原始字面量运算符或数值字面量运算符模板。

3 对于用户定义字符串字面量
若重载集包含带非类型模板形参的字符串字面量运算符模板，且 str 对它是良构的模板实参，则用户定义字面量表达式被当作函数调用

operator "" X<str>() (C++20 起) // str为去掉后缀的字符串字面量

否则，用户定义字面量表达式被当做函数调用 operator "" X (str, len)，其中 len 是字符串字面量的长度，不包含终止空字符。

4 对于用户定义字符字面量

调用

operator "" X (ch) // ch为去掉后缀的字符字面量

五 测试

#include <iostream>
#include <string>

namespace demo1 {
void operator "" _a(const char* s) {
  std::cout << "operator \"\"_a(const char* s)  " << s << std::endl;
}
}

namespace demo2 {
template <char... args>
void operator "" _a() {
  std::cout << "template  " << sizeof...(args) << std::endl;
}
}

namespace demo3 {
void operator "" _a(const char* s) {
  std::cout << "operator \"\"_a(const char* s)" << std::endl;
}
void operator ""_a(unsigned long long i) {
  std::cout << "operator \"\"_a(unsigned long long i)" << std::endl;
}
}

namespace demo4 {
void operator "" _a(const char* s) {
  std::cout << "operator \"\"_a(const char* s)" << std::endl;
}
void operator ""_a(long double f) {
  std::cout << "operator \"\"_a(long double f)" << std::endl;
}
}

namespace demo5 {
void operator "" _a(const char* s) {
  std::cout << "operator \"\"_a(const char* s)" << std::endl;
}
void operator "" _a(const char* s, size_t) {
  std::cout << "operator \"\"_a(const char* s, size_t)" << std::endl;
}
void operator "" _a(const char16_t* s, size_t) {
  std::cout << "operator \"\"_a(const char16_t* s, size_t)" << std::endl;
}
void operator "" _a(const char32_t* s, size_t) {
  std::cout << "operator \"\"_a(const char32_t* s, size_t)" << std::endl;
}
}

namespace demo6 {
void operator ""  _A(const char32_t* s, size_t) {} // 未报错
void operator ""_A(const char* s) {
  std::cout << "operator \"\"_A(const char* s)" << std::endl;
}
}

int main() {
  {
    using namespace demo1;
    123_a;
  }
  {
    using namespace demo2;
    123_a;
  }
  {
    using namespace demo3;
    123_a;
  }
  {
    using namespace demo4;
    123_a;
    1.2_a;
  }
  {
    using namespace demo5;
    u8"123"_a;
    u"123"_a;
  }
  {
    using namespace demo6;
    123_A;
  }
  std::cin.get();
  return 0;
}

六 注意

在表达式中使用用户定义字面量时注意用括号、空格等分隔开 。

七 参考

用户定义字面量