C++ 20 中的std::format及其在编译期的字符串格式检查

C++ 20 中引入的std::format是一个十分实用的工具，它的最大特点是能够在编译期检查字符串的格式是否正确，而且使用方法简单，只需要像普通函数一样传参即可。

std::format源自一个著名的开源库{fmt}。在C++ 20之前，{fmt}需要为每个字符串字面量创建不同的类型才能实现编译期格式检查。为了简化这一流程，{fmt}提供了一个FMT_STRING宏。

在C++ 20中引入了consteval后，使用起来更加简便。与以前的constexpr函数不同，consteval函数在任何情况下都强制编译期求值。std::format利用consteval函数在编译期执行代码来检查字符串参数的格式。

由于std::format本身不能是consteval函数，为了实现编译期的格式检查，引入了一个辅助类型std::format_string。这样字符串实参就能隐式转换为std::format_string，从而利用consteval函数在编译期执行代码来检查字符串的格式。

在实现一个简单版的format中，可以检查字符串中{}的数量是否与参数的个数相同。format_string的构造函数充当了隐式转换函数，它是一个consteval函数。若字符串中{}的数量不对，则代码会执行到throw这一行，由于throw语句不能在编译期求值，会导致编译错误，从而实现了在编译期检查出字符串的格式错误。

在format函数的参数中使用format_string ...>，而非直接写成format_string ，这是因为模板实参推导不会考虑隐式转换。为了解决这个问题，C++ 20提供了一个工具std::type_identity，它能在模板实参推导中建立非推导语境，从而正常地匹配到隐式转换。