是否可以根据其数据成员的类型确定类型的大小

Is it possible to determine the size of a type from the types of its data members

本文关键字：类型 数据成员 是否      更新时间：2023-10-16

问题：

请考虑以下类型：

struct S {
std::uint8_t a;
std::uint32_t b;
};

是否可以仅从std::uint8_t和std::uint32_t中确定sizeof(S)？

上下文：

我正在开发一个代码，其中S实际上是一个比这个说明目的更详细的模板类型，因此我想定义一个 traits 类，用于从其数据成员的类型中通用地确定类型的大小。到目前为止，我有两个想法：

  1. 使用数据成员的对齐方式
template <typename... Ts>
inline constexpr std::size_t aligned_sizeof_all_v = sizeof...(Ts) * std::max(alignof(Ts)...);
  1. 使用std::tuple
template <typename... Ts>
inline constexpr std::size_t aligned_sizeof_all_v = sizeof(std::tuple<Ts...>);

使用这两种方法似乎都成功了，尽管我对第二种方法不情愿，因为std::tuple的实现不能保证其大小：

static_assert(aligned_sizeof_all_v<std::uint8_t, std::uint32_t> == sizeof(S));

这是确定类型大小的正确方法吗？

是的。如果对象成员的类型和顺序是已知的，并且所有成员都具有相同的访问说明符(例如public(，如果对象缺少 vtable，则可以在帮助程序类中重建对象的结构并使用该大小：

template<typename... Ts>
struct struct_traits {
static constexpr std::size_t size() {
return sizeof(struct_builder<Ts...>);
}
private:
template<typename First, typename... Rest>
struct struct_builder : struct_builder<Rest...> {
First v;
};
template<typename First>
struct struct_builder<First> {
First v;
};
// Below: addition to work with structures declared with alignas().
public:
template<std::size_t alignas_>
static constexpr std::size_t size() {
return sizeof(aligned_struct_builder<alignas_, Ts...>);
}
private:
template<std::size_t alignas_, typename First, typename... Rest>
struct alignas(alignas_) aligned_struct_builder : aligned_struct_builder<alignas_, Rest...> {
First v;
};
template<std::size_t alignas_, typename First>
struct alignas(alignas_) aligned_struct_builder<alignas_, First> {
First v;
};
};

使用示例(在Godbolt上试用(：

struct S
{ 
uint8_t a, b;
uint32_t c;
};
static_assert(struct_traits<uint8_t, uint8_t, uint32_t>::size() == sizeof(S)); // True! 8 == 8
static_assert(struct_traits<uint8_t, uint32_t, uint8_t>::size() == sizeof(S)); // Bad: 12 != 8

针对alignas-ed 结构使用(在 Godbolt 上(：

struct alignas(8) S
{ 
uint8_t a;
uint32_t c;
uint8_t b;
};
static_assert(struct_traits<uint8_t, uint32_t, uint8_t>::size<8>(), sizeof(S)); // True: 16 == 16

灵感来自这个SO帖子。

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