C++ 具名要求：字符特性 (CharTraits)

 

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C++ 具名要求

基础
DefaultConstructible CopyAssignable	CopyConstructible MoveAssignable (C++11)	MoveConstructible (C++11) Destructible
类型属性
ScalarType TriviallyCopyable (C++11)	StandardLayoutType (C++11) PODType	TrivialType (C++11) ImplicitLifetimeType
库所属
EqualityComparable LessThanComparable Swappable ValueSwappable (C++11)	NullablePointer (C++11) Hash (C++11) Allocator FunctionObject	Callable Predicate BinaryPredicate Compare
容器
Container SequenceContainer ContiguousContainer (C++17)	ReversibleContainer AssociativeContainer AllocatorAwareContainer	UnorderedAssociativeContainer (C++11)
容器元素
DefaultInsertable (C++11) CopyInsertable (C++11)	MoveInsertable (C++11) EmplaceConstructible (C++11)	Erasable (C++11)
迭代器
LegacyIterator LegacyOutputIterator LegacyInputIterator	LegacyForwardIterator LegacyBidirectionalIterator LegacyRandomAccessIterator	LegacyContiguousIterator (C++17) ConstexprIterator (C++20)
流 I/O
FormattedInputFunction UnformattedInputFunction	FormattedOutputFunction	UnformattedOutputFunction
格式化
BasicFormatter (C++20)	Formatter (C++20)
随机数
SeedSequence (C++11) RandomNumberEngine (C++11)	RandomNumberDistribution (C++11) UniformRandomBitGenerator (C++11)	RandomNumberEngineAdaptor (C++11)
并发
BasicLockable (C++11) Lockable (C++11) TimedLockable (C++11)	SharedLockable (C++14) SharedTimedLockable (C++14) Mutex (C++11)	TimedMutex (C++11) SharedMutex (C++17) SharedTimedMutex (C++14)
范围
RangeAdaptorObject (C++20)	RangeAdaptorClosureObject (C++20)
其他
CharTraits RegexTraits (C++11) BitmaskType LiteralType (C++11)	NumericType UnaryTypeTrait (C++11) BinaryTypeTrait (C++11) TransformationTrait (C++11)	Clock (C++11) TrivialClock (C++11)

 

字符特性 (CharTraits) 是特征类，它抽象给定字符类型的基本字符和字符串操作。大多数标准库字符串类和输入/输出类要求伴随对应字符模板类型形参的字符特性 (CharTraits) 模板类型。

要求

字符特性 (CharTraits) 上的下列操作均不可抛出异常。

给定

• CharT，字符类型
• X，CharT 的字符特性 (CharTraits) 类型
• c、d，CharT 类型的值
• p、q，const CharT* 类型的值
• s，CharT* 类型的值
• n、i、j，std::size_t 类型的值
• e、f，X::int_type 类型的值
• pos，X::pos_type 类型的值
• state，X::state_type 类型的值
• r，CharT 类型的左值

类型

类型	语义
X::char_type	CharT
X::int_type	能保有 X::char_type 的所有合法值外加 X::eof() 的类型
X::off_type	以 X 为输入/输出类中的特性模板形参时，如果此类型不是 std::streamoff 会引起实现定义行为。
X::pos_type	输入/输出类中的函数返回此类型，以 X::pos_type(X::off_type(-1)) 为提示错误的非法值 以此类型的非法值为任何接收此类型值的 std::istream、std::ostream 或 std::streambuf 成员的实参是未定义行为 在以 X 为输入/输出类中的特性模板形参时，如果此类型不是 std::streampos 会引起实现定义行为
X::state_type	可析构 (Destructible) 、可复制赋值 (CopyAssignable) 、可复制构造 (CopyConstructible) 、可默认构造 (DefaultConstructible)

表达式

表达式	返回类型	语义	复杂度
X::eq(c, d)	bool	返回：是否把 c 当做等于 d	常数
X::lt(c, d)	bool	返回：是否把 c 当做小于 d	常数
X::compare(p, q, n)	int	返回： ​0​，如果对 [​0​, n) 中的每个 i，X::eq(p[i], q[i]) 都是 true 否则为负值，如果 对 [​0​, n) 中的某个 j，X::lt(p[j], q[j]) 是 true，且 对 [​0​, j) 中的每个 i，X::eq(p[i], q[i]) 都是 true 否则为正值	线性
X::length(p)	std::size_t	返回：使得 X::eq(p[i], CharT()) 是 true 的最小 i	线性
X::find(p, n, c)	const X::char_type*	返回： [p, p + n) 中使得 X::eq(*q, c) 是 true 的最小 q 否则为 ​0​	线性
X::move(s, p, n)	X::char_type*	对 [​0​, n) 中的每个 i 进行 X::assign(s[i], p[i]) 即使范围 [p, p + n) 与 [s, s + n) 重叠也能正确复制 返回：s	线性
X::copy(s, p, n)	X::char_type*	要求：[p, p + n) 与 [s, s + n) 不重叠 返回：s 对 [​0​, n) 中的每个 i 进行 X::assign(s[i], p[i])	线性
X::assign(r, d)	（不使用）	赋值 r = d	常数
X::assign(s, n, c)	X::char_type*	对 [​0​, n) 中的每个 i 进行 X::assign(s[i], c)。 返回：s	线性
X::not_eof(e)	X::int_type	返回： e，如果 X::eq_int_type(e, X::eof()) 是 false 否则为使得 X::eq_int_type(f, X::eof()) 是 false 的值 f	常数
X::to_char_type(e)	X::char_type	返回： 如果 X::eq_int_type(e, X::to_int_type(c)) 对某个 c 为 true 则为 c 否则为某个未指定值	常数
X::to_int_type(c)	X::int_type	返回：X::to_char_type 和 X::eq_int_type 的定义所制约的某个值 e	常数
X::eq_int_type(e, f)	bool	对于所有 c 和 d，X::eq(c, d) 等于 X::eq_int_type(X::to_int_type(c),                X::to_int_type(d)) 返回： X::eq(c, d)，如果对于某 c 和 d，e == X::to_int_type(c) 且 f == X::to_int_type(d) 否则为 true，如果 e 与 f 都是 X::eof() 的副本 否则为 false，如果 e 与 f 之一是 X::eof() 的副本而另一者不是 否则值未指定	常数
X::eof()	X::int_type	返回：使得 X::eq_int_type(e, X::to_int_type(c)) 对于所有值 c 都是 false 的值 e	常数

标准库

下列标准库类模板要求字符特性 (CharTraits) 作为模板类型形参：

字符串
basic_string	存储并操作字符序列 (类模板)
basic_string_view (C++17)	只读的字符串视图 (类模板)
流
basic_ios	管理任意流缓冲 (类模板)
basic_istream	包装给定的抽象设备（std::basic_streambuf） 并提供高层输入接口 (类模板)
basic_ifstream	实现高层文件流输入操作 (类模板)
basic_istringstream	实现高层字符串流输入操作 (类模板)
basic_ispanstream (C++23)	实现固定字符缓冲区输入操作 (类模板)
basic_ostream	包装给定的抽象设备（std::basic_streambuf） 并提供高层输出接口 (类模板)
basic_ofstream	实现高层文件流输出操作 (类模板)
basic_ostringstream	实现高层字符串流输出操作 (类模板)
basic_osyncstream (C++20)	同步输出流的包装 (类模板)
basic_ospanstream (C++23)	实现固定字符缓冲区输出操作 (类模板)
basic_iostream	包装给定的抽象设备（std::basic_streambuf） 并提供高层输入/输出接口 (类模板)
basic_fstream	实现高层文件流输入/输出操作 (类模板)
basic_stringstream	实现高层字符串流输入/输出操作 (类模板)
basic_spanstream (C++23)	实现固定字符缓冲区输入/输出操作 (类模板)
流迭代器
istream_iterator	从 std::basic_istream 读取的输入迭代器 (类模板)
ostream_iterator	写入 std::basic_ostream 的输出迭代器 (类模板)
流缓冲
basic_streambuf	抽象原生设备 (类模板)
basic_filebuf	抽象原生文件设备 (类模板)
basic_stringbuf	实现原生字符串设备 (类模板)
basic_syncbuf (C++20)	同步输出设备的包装 (类模板)
basic_spanbuf (C++23)	实现原始固定字符缓冲区设备 (类模板)
流缓冲迭代器
istreambuf_iterator	从 std::basic_streambuf 读取的输入迭代器 (类模板)
ostreambuf_iterator	写入 std::basic_streambuf 的输出迭代器 (类模板)

下列标准库 std::char_traits 显式特化满足字符特性 (CharTraits) ：

template<> class char_traits<char>; template<> class char_traits<wchar_t>; template<> class char_traits<char8_t>; template<> class char_traits<char16_t>; template<> class char_traits<char32_t>;		(C++20 起) (C++11 起) (C++11 起)

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告	应用于	出版时的行为	正确行为
LWG 335	C++98	对 assign 的二元重载的要求没有禁止向右值赋值	第一个参数只能是左值
LWG 352	C++98	X::state_type 只需要 可复制构造 (CopyConstructible)	也需要 可复制赋值 (CopyAssignable) 和 可默认构造 (DefaultConstructible)
LWG 3085	C++98	X::copy(s, p, n) 只要求 p 不在 [s, s + n) 中，过于宽松	要求 [p, p + n) 与 [s, s + n) 不重叠