c++ - 在std::variant中保存的类型上调用<<运算符？

Question

我有一个这样的结构:

// Literal.hpp
struct Literal
{
    std::variant<
        std::nullptr_t,
        std::string,
        double,
        bool
        >
        value;

    friend std::ostream &operator<<(std::ostream &os, Literal &literal);
};

我试图像这样实现<<操作符:

// Literal.cpp
Literal::Literal() : value(value) {}

std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const Literal &literal)
{
    std::visit(/* I don't know what to put here!*/, literal.value);
}

我已经尝试过像这样实现运算符(请注意:我会采用任何优雅的解决方案，它不一定是下面的此实现的解决方案)

// In Literal.cpp
std::ostream &operator<<(std::ostream &out, const Literal literal)
{
    std::visit(ToString(), literal.value);
    return out;
}

struct ToString; // this declaration is in literal.hpp

void ToString::operator()(const std::nullptr_t &literalValue){std::cout << "null";}
void ToString::operator()(const char &literalValue){std::cout << std::string(literalValue);}
void ToString::operator()(const std::string &literalValue){std::cout << literalValue;}
void ToString::operator()(const double &literalValue){std::cout << literalValue;}
void ToString::operator()(const bool &literalValue){std::cout << literalValue;}

但是在我的主要函数中，传递char数组文字并不会在运行时将其转换为 bool(boolean) 值!忽略运算符重载，取一个char:

main() {
    Literal myLiteral;
    myLiteral.value = "Hello World";
    std::cout << myLiteral << std::endl;
}

Answer 1

这是标准库中的错误。大概您正在使用libstc++(GNU C++标准库)，因为这是Godbolt所显示的困惑。如果使用libc++(Clang / LLVM的C++标准库)进行编译，则可以按预期工作。根据 std::vector<Types...>::operator=(T&& t) 's cppreference page，它

Determines the alternative type T_j that would be selected by overload resolution for the expression F(std::forward<T>(t)) if there was an overload of imaginary function F(T_i) for every T_i from Types... in scope at the same time, except that:

• An overload F(T_i) is only considered if the declaration T_i x[] = { std::forward<T>(t) }; is valid for some invented variable x;

• If T_i is (possibly cv-qualified) bool, F(T_i) is only considered if std:remove_cvref_t<T> is also bool.

在这种情况下，最后一条是存在的。因为很多东西都可以转换为 bool，但是我们通常不打算进行此转换，所以该子句会导致通常不会选择的转换序列被选中( char const*到 bool是标准转换，但是 std::string是“用户定义的”，通常被认为是“更差”)。您的代码应将 value设置为其 std::string替代，但是您的库的 std::variant实现已损坏。可能已经打开了一张问题单，但是如果没有，则是打开一张问题单的理由。如果您对库感到困惑，那么将文字显式标记为 std::string应该可以:

literal.value = std::string("Hello World");

对于优雅的问题，请使用缩写模板lambda。

std::ostream &operator<<(std::ostream &os, Literal const &literal)
{
    std::visit([](auto v) { std::cout << v; }, literal.value);
    // or
    std::visit([](auto const &v) {
        // gets template param      vvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv w/o being able to name it
        if constexpr(std::is_same_v<std::decay_t<decltype(v)>, std::nullptr_t>) {
           std::cout << "null";
        } else std::cout << v;
    }, literal.value);
    // only difference is nullptr_t => "nullptr" vs "null"

    return std::cout;
}

另外，您的 friend声明与定义不匹配。实际上，无论如何都不应使用 friend编码，因为它不需要访问 private成员。

// declaration in header, outside of any class, as a free function
std::ostream &operator<<(std::ostream&, Literal const&);
//                            was missing const ^^^^^