2.14 使用std::format格式化用户自定义类型

C++20格式化库是使用类printf函数或I/O流库的替代方案，它实际上补充了这些功能。虽然该标准为基本类型（如整型和浮点型、bool型、字符类型、字符串和时间类型）提供了默认格式，但用户也可以为用户自定义类型创建自定义的规范。在本节中，我们将学习如何实现这一点。

2.14.1 准备工作

你应该先阅读2.13节，以便熟悉格式化库。

在接下来所展示的示例中，我们将使用以下类：

在下一小节中，我们将介绍使用std::format()对用户自定义类型进行文本格式化的必要步骤。

2.14.2 使用方式

要使用新的格式化库格式化用户自定义类型，必须执行以下操作：

❍ 在std命名空间中定义std::formatter<T,CharT>类的特化。

❍ 实现parse()方法来解析与当前参数对应的格式化字符串的部分。如果该类继承自另一个格式化器，则可以省略此方法。

❍ 实现format()方法来格式化参数并通过format_context将之写入输出文本。

对于这里列出的employee类，可以实现一个将employee格式化为[42] John Doe（即[id] firstName lastName）的格式化器，它的实现如下所示：

2.14.3 工作原理

格式化库使用std::formatter<T,CharT>类模板定义给定类型的格式化规则。内置类型、字符串类型和时间类型都有标准库提供的格式化器，它们是std::formatter<T,CharT>类模板的特化。

这个类有两个方法：

❍ parse()，它接受一个类型为std::basic_format_parse_context<CharT>的参数，并解析由解析上下文提供的类型T的格式规范，解析的结果应该存储在类的成员字段中。如果解析成功，该函数应该返回std::basic_format_parse_context::iterator类型的值，它表示格式规范结束。如果解析失败，该函数应该抛出std::format_error类型的异常，以提供有关错误的详细信息。

❍ format()，它接受两个参数，第一个是要格式化的类型T的对象，第二个是类型为std::basic_format_context<OutputIt,CharT>的格式化上下文对象。该函数应该根据所需的说明符（可能是隐式的或解析格式规范的结果）将输出写入ctx.out()。该函数必须返回std::basic_format_context<OutputIt,CharT>::it erator类型的值，表示输出结束。

在这里展示的实现中，parse()函数除了返回一个表示格式规范开头的迭代器外，不做任何其他事情。格式化始终在方括号之间打印员工工号，然后打印姓和名，比如[24] John Doe。尝试使用格式说明符将导致运行时异常：

如果希望格式说明符支持用户自定义类型，那么必须正确地实现parse()方法。为了说明这是如何实现的，我们将使employee类支持L说明符。当使用该说明符时，将使用带方括号的工号后跟姓和名（同逗号分隔）对employee进行格式化，例如[42] Doe, John：

定义了这个之后，前面的示例代码就可以正常工作了。但是，使用其他格式说明符（例如A）仍然会抛出异常：

如果不需要解析用于适配各种选项的格式说明符，则可以完全忽略parse()方法。然而，为了做到这一点，std::formatter特化仍然必须派生自另一个std::formatter类，其实现如下所示：

这样，employee类的特化与2.14.2节例子中实现的功能一致。

2.14.4 延伸阅读

❍ 阅读2.13节，以了解新的C++20文本格式化库。 VG2BHSPeDHhx1ABmmxOOq74z8vTCSq9+eKWP/dpFqW6yHJOtqhchBB6t/g3Jqm0E