使用C++11新特性，实现用字符串作为switch的case子句

浏览数：19 / 时间：2015年06月08日

有时候，我们想写出下面这样的switch语句：

const char* str = "first";
switch(str){
case "first":
	cout << "1st one" << endl;
	break;
case "second":
	cout << "2nd one" << endl;
	break;
case "third":
	cout << "3rd one" << endl;
	break;
default:
	cout << "Default..." << endl;
}

但是在c++中，是不能用字符串来作为case的标签的；于是，很疑惑，我们只能用其他的办法来实现这样的需求。

但幸运的是，c++11引入了constexpr和自定义文字常量，将这两个新特性结合，我们实现出看上去像上面这样的代码。

基本思路为：

1、定义一个hash函数，计算出字符串的hash值，将字符串转换为1个整数；

typedef std::uint64_t hash_t;
 
constexpr hash_t prime = 0x100000001B3ull;
constexpr hash_t basis = 0xCBF29CE484222325ull;

hash_t hash_(char const* str)
{
	hash_t ret{basis};
 
	while(*str){
		ret ^= *str;
		ret *= prime;
		str++;
	}
 
	return ret;
}

2、利用c++11自定义文字常量的语法，定义一个constexpr函数，switch的case标签处调用这个constexpr函数。如下

constexpr hash_t hash_compile_time(char const* str, hash_t last_value = basis)
{
	return *str ? hash_compile_time(str+1, (*str ^ last_value) * prime) : last_value;
}

这个函数只有短短的一行，利用递归得到了与上面hash_函数得到的同样值，由于用constexpr声明了函数，因此编译器可以在编译期得出一个字符串的hash值，而这正是关键，既然是编译器就可以得到的整型常量，自然可以放到switch的case标签处了。

于是我们可以写出这样的swich语句：

void simple_switch2(char const* str)
{
	using namespace std;
	switch(hash_(str)){
	case hash_compile_time("first"):
		cout << "1st one" << endl;
		break;
	case hash_compile_time("second"):
		cout << "2nd one" << endl;
		break;
	case hash_compile_time("third"):
		cout << "3rd one" << endl;
		break;
	default:
		cout << "Default..." << endl;
	}
}

这个实现中，hash_compile_time("first")是编译器计算出来的一个常量，因此可以用作case标签；而且如果出现了hash值冲突，编译器回给出错误提示。

3、上面的语法还不够漂亮，利用自定义文字常量，重载一个operator如下：

constexpr unsigned long long operator "" _hash(char const* p, size_t)
{
	return hash_compile_time(p);
}

现在我们可以写这样的文字常量，用“_hash”作为自定义文字常量的后缀，编译器看到这个后缀结尾的文字常量，就会去调用我们重载的operator，得到和调用hash_compile_time是一样的值，但看起来舒服多了：

"first"_hash

现在，我们写出的switch语句就好看多了。

void simple_switch(char const* str)
{
	using namespace std;
	switch(hash_(str)){
	case "first"_hash:
		cout << "1st one" << endl;
		break;
	case "second"_hash:
		cout << "2nd one" << endl;
		break;
	case "third"_hash:
		cout << "3rd one" << endl;
		break;
	default:
		cout << "Default..." << endl;
	}
}

全文完。希望我讲清楚了。

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使用C++11新特性，实现用字符串作为switch的case子句