如何为std::optional编写支持格式说明符的自定义fmt格式化器

我正在尝试为std::optional编写自定义std::fmt格式化器，当前代码如下：

#include <fmt/core.h>
#include <fmt/ranges.h>
#include <vector>
#include <optional>
#include <cstdint>

template <typename T>
class fmt::formatter<std::optional<T>> {
public:
  constexpr auto parse (format_parse_context& ctx) { return ctx.begin(); }
  template <typename Context>
  constexpr auto format (std::optional<T> const& op, Context& ctx) const {
        if(op) return format_to(ctx.out(), "{}", op.value());
        else return format_to(ctx.out(), "-");
    }
};

int main () {
    std::vector<std::optional<uint64_t>> vec{{1}, {2}, {}};
    fmt::print("{:}\n", vec);
    // fmt::print("{:x}\n", vec);      <----- SIGSEGV
}

当不指定格式说明符时，代码可正常运行，但使用{:x}尝试将uint64_t格式化为十六进制时，会触发段错误，错误信息如下：

Program returned: 139
terminate called after throwing an instance of 'fmt::v6::format_error'
  what():  unknown format specifier
Program terminated with signal: SIGSEGV

解决方案 #

问题根源在于自定义格式化器没有正确处理格式说明符的传递：你的parse函数直接返回ctx.begin()，未将格式说明符传递给内部T类型的格式化器；同时format函数用硬编码的"{}"格式化值，未利用上下文的格式信息。

正确的做法是让std::optional<T>的格式化器复用T的格式化器逻辑，自动继承T支持的所有格式选项，修改后的代码如下：

#include <fmt/core.h>
#include <fmt/ranges.h>
#include <vector>
#include <optional>
#include <cstdint>

template <typename T>
class fmt::formatter<std::optional<T>> : public fmt::formatter<T> {
public:
  template <typename Context>
  constexpr auto format(const std::optional<T>& op, Context& ctx) const {
    if (op) {
      // 复用T的格式化逻辑，传递当前上下文
      return fmt::formatter<T>::format(*op, ctx);
    } else {
      return fmt::format_to(ctx.out(), "-");
    }
  }
};

int main () {
    std::vector<std::optional<uint64_t>> vec{{1}, {2}, {}};
    fmt::print("{:}\n", vec);
    fmt::print("{:x}\n", vec);  // 现在可正常输出十六进制格式
}

关键说明 #

• 继承fmt::formatter<T>：无需手动实现parse函数，格式说明符会被基类正确解析，自动传递给T的格式化逻辑。
• 调用基类format方法：当optional有值时，直接使用基类的format方法处理内部值，确保{:x}等格式说明符能正确作用于uint64_t。
• 空值处理：保留原逻辑，用"-"表示空的std::optional。

此修改不仅解决了崩溃问题，还让格式化器兼容所有T类型原本支持的格式化选项，扩展性更强。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Setu