用户定义字面量如何定义 类型安全单位转换实现

Meter

#include <iostream>
#include <type_traits> // For std::enable_if_t

// 定义一个简单的米单位类型
struct Meter {
    long double value;

    // 显式构造函数，避免隐式转换
    explicit Meter(long double val) : value(val) {}

    // 友元函数，允许通过Meter访问其内部值，但通常不推荐直接暴露
    // friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Meter& m) {
    //     return os << m.value << " m";
    // }
};

// 定义一个简单的千米单位类型
struct Kilometer {
    long double value;

    explicit Kilometer(long double val) : value(val) {}

    // 允许从Meter类型构造Kilometer
    explicit Kilometer(const Meter& m) : value(m.value / 1000.0L) {}
};

// 定义用户定义字面量操作符
// 对于浮点数（如10.5_m）
Meter operator""_m(long double val) {
    return Meter(val);
}

// 对于整数（如100_m）
// 注意：如果同时定义了long double和unsigned long long版本，
// 整数字面量会优先匹配unsigned long long版本。
Meter operator""_m(unsigned long long val) {
    return Meter(static_cast<long double>(val));
}

// 千米的字面量
Kilometer operator""_km(long double val) {
    return Kilometer(val);
}

Kilometer operator""_km(unsigned long long val) {
    return Kilometer(static_cast<long double>(val));
}

// 定义Meter的加法操作
Meter operator+(Meter lhs, Meter rhs) {
    return Meter(lhs.value + rhs.value);
}

// 定义Meter的减法操作
Meter operator-(Meter lhs, Meter rhs) {
    return Meter(lhs.value - rhs.value);
}

// 示例：Meter与Kilometer的转换和运算
// Meter distance1 = 100.0_m;
// Kilometer distance2 = 2.5_km;
// Meter converted_distance2 = Meter(distance2.value * 1000.0L); // 将Kilometer转换回Meter
// Meter total_distance = distance1 + converted_distance2;
// std::cout << "Total distance: " << total_distance.value << " meters\n";
// Kilometer final_km = Kilometer(total_distance);
// std::cout << "Total distance: " << final_km.value << " kilometers\n";

10.0_m

Meter

Meter

Kilogram

struct

Meter

Kilometer

explicit

// 基础单位类型示例
struct Second {
    long double value;
    explicit Second(long double val) : value(val) {}
};

struct Millisecond {
    long double value;
    explicit Millisecond(long double val) : value(val) {}
    // 允许从Second构造Millisecond
    explicit Millisecond(const Second& s) : value(s.value * 1000.0L) {}
};

Millisecond(const Second& s)

Meter to_meters(Kilometer km) { return Meter(km.value * 1000.0L); }

operator T()

+

-

*

/

// 运算示例
Meter operator*(Meter lhs, Meter rhs) {
    // 实际上，米乘以米应该是面积单位，这里简化为示例
    // 真实场景下会引入 Area 类型
    std::cout << "Warning: Meter * Meter is Area, not Meter!\n";
    return Meter(lhs.value * rhs.value);
}

// 假设我们有一个通用的基类或者模板来处理数值运算，会更优雅
template<typename UnitType>
UnitType operator+(UnitType lhs, UnitType rhs) {
    return UnitType(lhs.value + rhs.value);
}

std::chrono

std::duration

tick

Meter(100.0)

100.0_m

distance = 50.0_m + 2.5_km;