如何將從模板參數導出的編譯時信息添加到模板中？

Question

我使用Stroustrup在GoingNative 2012（從分鐘23:00開始）提供的用戶定義字面值來實現單元實現。下面是代碼：

#include <iostream> 

using std::cout; 
using std::endl; 

template<int M, int K, int S> 
struct Unit { // a unit in the MKS system 
    enum {m=M,kg=K,s=S}; 
}; 

template<typename Unit> // a magnitude with a unit 
struct Value { 
    double val; 
    constexpr Value(double d) : val(d) {} 
}; 

using Meter = Unit<1,0,0>; 
using Second = Unit<0,0,1>; 

using Distance = Value<Meter>; 
using Time = Value<Second>; 
using Velocity = Value< Unit<1,0,-1> >; 

constexpr Value<Meter> operator "" _m(long double d) 
// a f-p literal with suffix 'm' 
{ 
    return Distance(d); 
} 

constexpr Value<Second> operator"" _s(long double d) 
// a f-p literal with suffix 's' 
{ 
    return Time(d); 
} 

constexpr Velocity operator/(Distance d, Time t) 
{ 
    return (d.val/t.val); 
} 

int main(void) 
{ 
    Distance s = 100._m; 
    Time t = 22._s; 
    Velocity v = s/t; 

    cout << "s " << s.val << "\nt " << t.val << endl; 
    cout << "v " << v.val << endl; 

    return 0; 
} 

正如你可以看到我拿着自由定義operator/計算速度。輸出是（gcc-4.7需要）：

$ g++ -std=c++0x test_units_02.cc && ./a.out 
s 100 
t 22 
v 4.54545 

到目前爲止好。現在我想向結構單元（或值？）添加一個包含單元表示的字符串。我wnat無論怎樣才能夠寫

cout << "v " << v.val << v.unit << endl; 

，並得到類似

v 4.54545 m^1 s^-1 

或

v 4.54545 m^1 kg^0 s^-1 

它並不需要是美麗的，因爲這將只是檢查。並學習如何去做;）。

當然，優雅的解決方案將在編譯時評估一切。

我有一些球吧，但我不會孔/混淆你與我無結果的嘗試......

Answer 1

首先我們添加一個unit成員Value：

template<typename Unit> // a magnitude with a unit 
struct Value { 
    double val; 
    constexpr static Unit unit = {}; 
    constexpr Value(double d) : val(d) {} 
}; 

然後我們寫流了運營商：

template<int M, int K, int S> 
std::ostream &operator<<(std::ostream &os, Unit<M, K, S>) { 
    return os << "m^" << M << " kg^" << K << " s^" << S; 
} 

生成在編譯時字符串是可能，但需要constexpr編譯時字符串類（例如boost::mpl::string）和十進制格式 - 所有這些都是可行的，但在這種情況下並不特別值得。