c++ - 模板不会在 C++ 中推断零长度数组的大小

Question

假设我有一个模板函数可以推断数组参数的长度。

template <size_t S>
void join(const char d[], const char *(&arr)[S]) { }

如果我这样调用它，一切都很好:

const char *messages[] = {
    "OK",
    "Not OK",
    "File not found"
};
join("\n", messages);

但是如果我用一个空数组调用它，像这样:

const char *messages[] = { };
join("\n", messages);

...它无法编译(使用 clang 4.0):

targs.cpp:9:5: error: no matching function for call to 'join'    join("\n", messages);    ^~~~targs.cpp:4:6: note: candidate template ignored: substitution failure [with S = 0]void join(const char d[], const char *(&arr)[S]) { }     ^1 error generated.

I’m guessing that it has something to do with C++ not liking zero-length arrays, but if the function is not a template and takes the length as a separate parameter, it doesn’t complain about me declaring messages as a zero-length array.

What’s up here, and is there a nice workaround?

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My actual use case is defining the parameters an HTTP API endpoint takes and looks something like this:

const api_param_t params[] = {
    { API_TYPE_STRING, "foo" },
    { API_TYPE_UINT64, "bar" },
    { API_TYPE_STRING, "baz" }
}
const api_status_t status_codes[] = { … };
const api_middleware_t middleware[] = { … };

new api_endpoint("/foo", params, status_codes, middleware);

大多数端点至少采用一个参数，但许多端点不采用任何参数。看起来这确实是 GCC 和 clang 都实现的扩展(但是，看起来，不完全是……)。我可以想到一些解决方法:

• 将 api_endpoint 构造函数重载到特殊情况的零长度参数(但我需要 2³ 来覆盖每个零长度参数)， GCC/clang 扩展可以使用。

• 不要试图推断数组长度，将其作为一个单独的参数(并继续使用零长度数组)

• 为这些参数使用更高级别的数据结构，例如 vector

• 使用魔法值表示“空”

...但是如果有人有更好的想法，我很想听听他们

Answer 1

这个代码首先是不合法的:

const char *messages[] = { };

以下是我的编译器产生的错误和警告:

main.cpp:6:26: warning: zero size arrays are an extension [-Wzero-length-array]
const char *messages[] = { };
                         ^
main.cpp:7:1: error: no matching function for call to 'join'
join("\n", messages);
^~~~
main:3:6: note: candidate template ignored: substitution failure [with S = 0]: zero-length arrays are not permitted in C++
void join(const char d[], const char *(&arr)[S]) { }
     ^                                       ~
1 warning and 1 error generated.

所以实际上根本不允许使用零长度数组。您的编译器似乎对零长度数组进行了扩展，但是不涵盖这种特定情况。扩展有时就是这样，因为扩展的工作量较少，可以使它们与整个语言保持一致。

解决方法取决于您为什么需要零长度数组以及您如何在其他地方使用它。一种解决方法可能是改用单个元素数组。

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这里有一个解决方法。由于扩展不允许将数组大小推导为零，因此添加不需要此推导的重载:

template <size_t S>
void join(const char d[], const char *(&arr)[S]) {
    std::cout << "array length > 0\n";
}

void join(const char d[], const char *(&arr)[0]) {
    std::cout << "extension, zero length array\n";
}

int main() {
    const char *messages[] = {
        "OK",
        "Not OK",
        "File not found"
    };
    join("\n", messages);

    const char *messages2[] = { };
    join("\n", messages2);
}

您应该记住，这是使用扩展而不是可移植代码。您可能更愿意编写可移植代码，以避免被锁定在任何特定的 C++ 实现中。您可以通过将标志 -Wzero-length-array 添加到您的构建中来查看您对这个扩展的依赖程度。