C++ 命名要求：CharTraits

CharTraits 是一个特性类，它为给定的字符类型抽象了基本的字符和字符串操作。大多数标准库字符串和输入/输出类除了相应的字符模板类型参数外，还需要一个 CharTraits 模板类型参数。

要求

下面列出的 CharTraits 操作不得抛出异常。

给定

• CharT，一个字符类型
• X，一个用于类型 CharT 的 CharTraits 类型
• c, d，类型为 CharT 的值
• p, q，类型为 const CharT* 的值
• s，类型为 CharT* 的值
• n, i, j，类型为 std::size_t 的值
• e, f，类型为 X::int_type 的值
• pos，类型为 X::pos_type 的值
• state，类型为 X::state_type 的值
• r，类型为 CharT 的左值

表达式	返回类型	语义	复杂度
X::char_type	CharT	用于指代字符类型	编译时
X::int_type		一个可以容纳 X::char_type 的所有有效值以及 X::eof() 的类型	编译时
X::off_type		如果 X 在输入/输出类中用作特性模板参数时不是 std::streamoff，则调用实现定义行为。	编译时
X::pos_type		* 输入/输出类中返回此类型的函数使用 X::pos_type(X::off_type(-1)) 作为无效值来表示错误 * 将此无效值用作任何接受此类型值的 std::istream、std::ostream 或 std::streambuf 成员的参数是未定义行为 * 如果 X 在输入/输出类中用作特性模板参数时此类型不是 std::streampos，则调用实现定义行为	编译时
X::state_type		可析构, 可复制赋值, 可复制构造, 可默认构造	编译时
X::eq(c, d)	bool	返回：c 是否应被视为等于 d	常量
X::lt(c, d)	bool	返回：c 是否应被视为小于 d	常量
X::compare(p, q, n)	int	返回 * 如果对于 [0, n) 中的每个 i，X::eq(p[i], q[i]) 为 true，则返回 0 * 否则，如果为负值  * 对于 [0, n) 中的某个 j，X::lt(p[j], q[j]) 为 true 且  * 对于 [0, j) 中的每个 i，X::eq(p[i], q[i]) 为 true * 否则为正值	线性
X::length(p)	std::size_t	返回：最小的 i，使得 X::eq(p[i], CharT()) 为 true	线性
X::find(p, n, c)	const X::char_type*	返回 * [p, p + n) 中最小的 q，使得 X::eq(*q, c) 为 true * 否则为 0	线性
X::move(s, p, n)	X::char_type*	* 对于 [0, n) 中的每个 i，执行 X::assign(s[i], p[i]) * 即使 [p, p + n) 和 [s, s + n) 范围重叠，也能正确复制 * 返回：s	线性
X::copy(s, p, n)	X::char_type*	* 要求：[p, p + n) 和 [s, s + n) 不重叠 * 返回：s * 对于 [0, n) 中的每个 i，执行 X::assign(s[i], p[i])	线性
X::assign(r, d)	（未使用）	赋值 r = d	常量
X::assign(s, n, c)	X::char_type*	* 对于 [0, n) 中的每个 i，执行 X::assign(s[i], c)。 * 返回：s	线性
X::not_eof(e)	X::int_type	* 返回：如果 X::eq_int_type(e, X::eof()) 为 false，则返回 e * 否则返回一个值 f，使得 X::eq_int_type(f, X::eof()) 为 false	常量
X::to_char_type(e)	X::char_type	* 返回：如果对于某个 c，X::eq_int_type(e, X::to_int_type(c)) 为 true，则返回 c * 否则返回某个未指定值	常量
X::to_int_type(c)	X::int_type	返回：某个值 e，受 X::to_char_type 和 X::eq_int_type 定义的约束	常量
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  * 如果对于某个 c 和 d，e == X::to_int_type(c) 且   f == X::to_int_type(d)，则生成 X::eq(c, d)  * 否则，如果 e 和 f 都是 X::eof() 的副本，则生成 true  * 否则，如果 e 和 f 中的一个副本是 X::eof() 的副本   而另一个不是，则生成 false  * 否则该值未指定	常量
X::eof()	X::int_type	返回：一个值 e，使得对于所有值 c，X::eq_int_type(e, X::to_int_type(c)) 为 false	常量

标准库

CharTraits 被以下标准库类模板作为模板类型参数要求

字符串

pub	basic_string	存储和操作字符序列
pub	basic_string_view(C++17)	只读字符串视图

流

pub	basic_ios	管理任意流缓冲区
pub	basic_istream	包装给定抽象设备（std::basic_streambuf）并提供高级输入接口
pub	basic_ifstream	实现高级文件流输入操作
pub	basic_istringstream	实现高级字符串流输入操作
pub	basic_ispanstream(C++23)	实现固定字符缓冲区输入操作
pub	basic_ostream	包装给定抽象设备（std::basic_streambuf）并提供高级输出接口
pub	basic_ofstream	实现高级文件流输出操作
pub	basic_ostringstream	实现高级字符串流输出操作
pub	basic_osyncstream(C++20)	同步输出流包装器
pub	basic_ospanstream(C++23)	实现固定字符缓冲区输出操作
pub	basic_iostream	包装给定抽象设备（std::basic_streambuf）并提供高级输入/输出接口
pub	basic_fstream	实现高级文件流输入/输出操作
pub	basic_stringstream	实现高级字符串流输入/输出操作
pub	basic_spanstream(C++23)	实现固定字符缓冲区输入/输出操作

流迭代器

pub	istream_iterator	从 std::basic_istream 读取的输入迭代器
pub	ostream_iterator	写入 std::basic_ostream 的输出迭代器

流缓冲区

pub	basic_streambuf	抽象原始设备
pub	basic_filebuf	实现原始文件设备
pub	basic_stringbuf	实现原始字符串设备
pub	basic_syncbuf(C++20)	同步输出设备包装器
pub	basic_spanbuf(C++23)	实现原始固定字符缓冲区设备

流缓冲区迭代器

pub	istreambuf_iterator	从 std::basic_streambuf 读取的输入迭代器
pub	ostreambuf_iterator	写入 std::basic_streambuf 的输出迭代器

以下标准库类满足 CharTraits

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

缺陷报告

以下改变行为的缺陷报告已追溯应用于先前发布的 C++ 标准。

DR	应用于	发布时的行为	正确行为
LWG 335	C++98	assign 的二元重载要求不允许赋值给右值	其第一个参数只能是左值
LWG 352	C++98	X::state_type 仅被要求为 可复制构造	它还被要求为 可复制赋值 和 可默认构造
LWG 3085	C++98	X::copy 仅要求 p 不在 [s, s + n) 中，这太弱了 [1]	要求 [p, p + n) 和 [s, s + n) 不重叠

[1] [p, p + n) 和 [s, s + n) 可以重叠，在这种情况下使用 std::memcpy 实现 X::copy 会导致未定义行为。