杂货边角（21）：用户自定义字面量 operator "" _X

在C++编程中，用户自定义类或结构体是难以避免的事情，所以一旦遇到接受用户自定义的类或结构体作为参数的函数，那么必然难逃”先初始化变量–变量传值或传引用调用函数“，这就导致了编程过程中出现的不直观。

struct T {...};
void func(T t1, T t2) {...}

...
T temp1(xxxx);
T temp2(xxxx);
func(temp1, temp2);

正所谓没有对比就没有伤害，为什么对于

void func(int , double)

可以直接使用

func(12, 3.14)

调用，而不用

int a = 12;
double b = 3.14;
func(a, b);

这便是字面量的威力，可以直接更加直观的字符串信息进行隐式的类型转换和函数调用，从而使得逻辑更为直观。那么用户自定义的类是否也可以实现这种通过字面量直接进行参数传递的效果呢？答案在C++11是肯定的。这便是

operator "" _X

字面量操作符函数的引入。

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <cstring>

using namespace std;

typedef unsigned char uint8;
struct RGBA {
uint8 r;
uint8 g;
uint8 b;
uint8 a;
RGBA(uint8 R, uint8 G, uint8 B, uint8 A = 0) :
r(R), g(G), b(B), a(A) {}
};

//RGBA operator "" _C(const char* col, size_t n)函数会主动解析以_C为后缀的字符串，并返回一个RGBA右值对象
RGBA operator "" _C(const char* col, size_t n){
cout << "This round target content:" << static_cast<string>(col) << " with char-num:" << n << endl;
const char* p = col;
const char* end = col + n;
const char* r, *g, *b, *a;
r = g = b =a = nullptr;

for(; p != end; ++p) {
if (*p == 'r') r = p;
else if (*p == 'g') g = p;
else if (*p == 'b') b = p;
else if (*p == 'a') a = p;
}

if((r == nullptr) || (g == nullptr) || (b == nullptr))
throw;
else if (a == nullptr)
return RGBA(atoi(r+1), atoi(g+1), atoi(b+1));
else
return RGBA(atoi(r+1), atoi(g+1), atoi(b+1), atoi(a+1));
}

std::ostream & operator << (std::ostream& out, RGBA& col) {
return out <<"r: "<< (int)col.r
<< ",g: " << (int)col.g
<< ",b: " << (int)col.b
<< ",a: " << (int)col.a << endl;
}

//这里的blend函数形参是右值引用，是专门为RGBA字面量化设计的，普通的RGBA对象是无法调用的
void blend(RGBA && col1, RGBA && col2)
{
cout << "rvluae version blend" << endl << col1 << col2 << endl;
}

//函数重载，这里是可以接受正常左值类型参数的函数入口
void blend(RGBA& col1, RGBA& col2)
{
cout << "lvluae version blend" << endl << col1 << col2 << endl;
}

int main()
{
/*传统逻辑下，需要至少三行代码才能搞定一次blend测试*/
RGBA col1(255, 240, 155);
RGBA col2(15, 255, 10, 7);
blend(col1, col2);

/*定义了字面量操作符函数后，只需要一句代码即可搞定*/
blend("r255 g240 b155"_C, "r15 g255 b10 a7"_C);
return 0;
}

自定义字面量的限制：

1. 如果字面量是字符串，那么字面量操作符函数只能接受

const char*, size_t

为参数，系统会主动对字符串进行解析，并完成形参赋值匹配；

2. 如果目标字面量的形式是整数型，那么字面量操作符函数只能接受

unsigned long long

或

const char*

为其参数，当

unsigned long long

溢出后，编译器会自动切换到

const char*

版本;

3. 如果目标字面量的形式是浮点数型，那么字面量操作符函数只能接受

long double

或

const char*

为其参数，规则同2；

4. 如果目标字面量为

char

，那么字面量操作符函数只可接受一个

char

为参数

此外需要额外注意的是：

operator "" _X

中的

_X

中下划线不是标准规定的，但是为避免混乱，下划线最好带上；

X

中X则可以根据需求自己修改，如上面采用的C。