C++自定义string类如何实现constexpr构造函数兼容字面值与const char*

你遇到的重载优先级问题本质上是类型匹配层级的问题：字符串字面值的原生类型是const char[N]，理论上数组引用模板构造的匹配优先级高于const char*构造，只有当参数已经退化为指针类型时才会匹配后者。如果你的场景中出现字面量优先匹配const char*构造的情况，可以通过调整重载优先级解决。
另外你原有代码中将const char*强制转换为char*赋值给str属于未定义行为，字符串字面值存储在只读内存段，后续修改str指向的内容会直接触发段错误，需要通过标记位区分字面量模式和堆内存模式。

方案1：调整重载优先级（兼容C++11及以上） #

给const char*构造函数添加默认低优先级参数，确保数组类型优先匹配constexpr模板构造：

typedef unsigned int u32;

// 补充RoundUpTo的constexpr实现
constexpr u32 RoundUpTo(u32 val, u32 align) {
    return (val + align - 1) & ~(align - 1);
}

struct string{
    u32 count;
    u32 space;
    
    char* str;
    const char* literal; // 非空表示当前持有只读字面量
    
    string(){
        count = 0;
        space = 0;
        str   = nullptr;
        literal = nullptr;
    }
    
    template<u32 N> constexpr inline 
    string(const char (&s)[N]) : 
    literal(s), 
    str(nullptr),
    count(N-1), 
    space(0) {}
    
    // 添加默认int参数降低匹配优先级
    string(const char* s, int = 0) {
        count  = strlen(s);
        space = RoundUpTo(count + 1, 4);
        str = (char*)calloc(space, sizeof(char));
        memcpy(str, s, count);
        literal = nullptr;
    }

    // 示例写接口：修改前自动拷贝字面量到堆
    void set(u32 pos, char c) {
        if (pos >= count) return;
        if (literal) {
            // 字面量模式切换为堆模式
            space = RoundUpTo(count + 1, 4);
            str = (char*)calloc(space, sizeof(char));
            memcpy(str, literal, count);
            literal = nullptr;
        }
        str[pos] = c;
    }

    // 示例读接口
    constexpr const char* data() const {
        return literal ? literal : str;
    }
};

该方案下string s("hello")会100%匹配constexpr模板构造，长度在编译期完成计算，不会调用strlen；只有传入的参数本身是const char*指针类型时才会走运行期构造逻辑。

方案2：C++20约束优化 #

如果支持C++20，可以用概念约束更清晰地区分重载：

#include <type_traits>

struct string{
    // ... 其他成员和接口同上

    template<std::size_t N>
    constexpr string(const char (&s)[N]) :
        literal(s), str(nullptr), count(N-1), space(0) {}

    // 仅接受指针类型匹配该重载
    template<typename T>
    requires std::is_same_v<std::decay_t<T>, const char*>
    string(T&& s) : string(static_cast<const char*>(s), 0) {}
};

额外优化：constexpr用户定义字面量 #

新增字面量运算符确保所有字面量初始化都走编译期路径：

template<u32 N>
constexpr string operator""_str(const char* s, std::size_t) {
    return string(s);
}

// 使用示例
constexpr auto s = "hello world"_str; // 完全编译期构造，无运行期开销

如果字符串字面值已经退化为const char*类型（比如先赋值给const char*变量再传入构造函数），C++类型系统无法在编译期获取其长度，只能走运行期计算逻辑，该限制没有绕过方案。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者sushi