如何在C++中创建模板函数来定义任何类型的位表示

ttcibm8c  于 2023-05-02  发布在  其他
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template<typename T>
std::string bit_representation(T &&type) {
    uint8_t data[sizeof(T)];
    if constexpr (std::is_copy_constructible_v<T>) {
        T tmp(type);
        std::memcpy(&data, &tmp, sizeof(T));
    } else if (std::is_move_constructible_v<T>) {
        T tmp(std::move(type));
        std::memcpy(&data, &tmp, sizeof(T));
    }

    auto get_byte_repr = [](uint8_t byte) -> std::string {
        std::string s;
        constexpr size_t byte_size = sizeof(uint8_t) * 8;
        s.resize(byte_size);
        for (int i = byte_size - 1; i >= 0; --i) {
            s[i] = ((byte & 1) == 1) ? '1' : '0';
            byte >>= 1;
        }
        return s;
    };
    std::string result;

    for (int i = sizeof(T) - 1; i >= 0; --i) {
        result += get_byte_repr(data[i]);
    }
    return result;
}

我写了一个简单的bit_representation函数,对于简单类型都很好,但我也想为传递std::initializer_list<T>写一个统一的模板函数。

uint8_t u8 = 0xAF;
    std::cout << bit_representation(u8) << std::endl; // 10101111 ok
    std::cout << bit_representation((uint8_t) 0xAF) << std::endl; // 10101111 ok
    std::cout << bit_representation((short) 0xAF) << std::endl; // 0000000010101111 ok
    double d = 2.56;
    // 0100000000000100011110101110000101000111101011100001010001111011 = d its ok iee-754
    std::cout << bit_representation(d) << std::endl;
#pragma pack(1)
    struct {
        bool c = true;
        int a = 0x00FF00FF;
    } name;
#pragma pop()
    // 0000000011111111000000001111111100000001 // really ok
    std::cout << bit_representation(name) << std::endl; //  ok
    std::cout << bit_representation(true) << std::endl; // 00000001 ok
    std:cout << bit_representation({1,2,3,4}) << std::endl; /* error candidate template ignored: couldn't infer template argument 'T'
std::string bit_representation(T &&type) {*/

但是bit_representation({1,2,3,4})不工作。.我的东西需要写SFINAE Package 器编译时检测是否类型是initializer_list<T>.
我期望bit_representation({1,2,3,4})-〉std::initializer_list到内存repr -〉00000000000000000000000000000001000000000000000000000000000000100000000000000000000000000000001100000000000000000000000000000100
如何推导std::initializer_list参数并为此编写特殊逻辑。

66bbxpm5

66bbxpm51#

std::initializer_list有点特殊。特别是(来自cppreference):
std::initializer_list对象在以下情况下自动构造:

  • 花括号初始化列表用于列表初始化对象,其中相应的构造函数接受std::initializer_list参数
  • 花括号初始化列表用作赋值的右操作数或函数调用参数,相应的赋值运算符/函数接受std::initializer_list参数
  • 大括号初始化列表绑定到auto,包括在范围for循环中

bit_representation({1,2,3,4})不是这些。{1,2,3,4}不是std::initializer_list。只有在特定的上下文中,{1,2,3,4}才会自动构造std::initializer_list。在所有其他上下文中,{1,2,3,4}没有可以推导出的类型。
你可以像这样用std::initializer_list调用这个函数:

bit_representation(std::initializer_list<int>{1,2,3,4});

此外,考虑到任何对象都可以被视为字节数组。不需要复制到数组。这是由于charbyteunsigned char的严格混叠例外,如下所述:https://en.cppreference.com/w/cpp/language/reinterpret_cast。同样不清楚的是,为什么你的函数没有直接使用它的参数type(相当容易误导的名字),而是在复制到数组之前做了另一个不必要的复制tmp
这可能会给予你一个更好的开始(未经测试):

std::string bit_representation(const T& t) {
       unsigned char* byte_repr = reinterpret_cast<unsigned char*>(&t);
       for (size_t i=0; i< sizeof(T); ++i) {
            byte_repr[i]; // <- i-th byte of t
            // ...
slhcrj9b

slhcrj9b2#

最终,这个解决方案出现了,但我不确定它是否正确解决方案

template<typename T>
std::string bit_representation(T &&type) {
    auto ptr = reinterpret_cast<const uint8_t *>(&type);
    auto get_byte_repr = [](uint8_t byte) -> std::string {
        std::string s;
        constexpr size_t byte_size = sizeof(uint8_t) * 8;
        s.resize(byte_size);
        for (int i = byte_size - 1; i >= 0; --i) {
            s[i] = ((byte & 1) == 1) ? '1' : '0';
            byte >>= 1;
        }
        return s;
    };
    std::string result;
    for (int i = sizeof(T) - 1; i >= 0; --i) {
        result += get_byte_repr(ptr[i]);
    }
    return result;
}

template<typename T>
std::string bit_representation(std::initializer_list<T> ilist) {
    std::string result;
    for (const auto item: ilist) {
        result += bit_representation(item);
    }
    return result;
}

输出

unsigned short carr[] = {0xDEAD, 0xBEEF};
    struct mZ {
        mZ(uint8_t value) {
            auto ptr = reinterpret_cast<uint8_t *>(this);
            std::fill(ptr, ptr + 1, value);
        }

        mZ() = delete;

        mZ(const mZ &o) = delete;

        mZ(mZ &&o) = default;

        uint8_t a: 1;
        uint8_t b: 1;
        uint8_t c: 1;
        uint8_t d: 1;
        uint8_t e: 1;
        uint8_t f: 1;
        uint8_t g: 1;
        uint8_t h: 1;
    };
    
    /*1111111110101010*/
    std::cout << bit_representation((short) 0xFFAA) << std::endl;
    /*11111110*/
    std::cout << bit_representation(mZ(254)) << std::endl;
    /*00000000000000000000000000000001000000000000000000000000000000100000000000000000000000000000001100000000000000000000000000000100*/
    std::cout << bit_representation({1, 2, 3, 4}) << std::endl;
    /*10111110111011111101111010101101*/
    std::cout << bit_representation(carr) << std::endl;

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