不使用宏编译时间sizeof_array

Question

这只是过去几天困扰我的事情,我认为不可能解决,但我之前看过模板魔术.

开始:

为了获得标准C++数组中的元素数量,我可以使用宏(1)或类型安全的内联函数(2):

(1)

#define sizeof_array(ARRAY) (sizeof(ARRAY)/sizeof(ARRAY[0]))

(2)

template <typename T>
size_t sizeof_array(const T& ARRAY){
    return (sizeof(ARRAY)/sizeof(ARRAY[0]));
}

正如您所看到的,第一个问题是成为一个宏(目前我认为是一个问题),而另一个问题是在编译时无法获得数组的大小; 即我不能写:

enum ENUM{N=sizeof_array(ARRAY)};

要么

BOOST_STATIC_ASSERT(sizeof_array(ARRAY)==10);// Assuming the size 10..

有谁知道这是否可以解决？

更新:

这个问题是在引入constexpr之前创建的.现在你可以简单地使用:

template <typename T>
constexpr auto sizeof_array(const T& iarray) {
    return (sizeof(iarray) / sizeof(iarray[0]));
}

Answer 1

从这里尝试以下内容:

template <typename T, size_t N>
char ( &_ArraySizeHelper( T (&array)[N] ))[N];
#define mycountof( array ) (sizeof( _ArraySizeHelper( array ) ))

int testarray[10];
enum { testsize = mycountof(testarray) };

void test() {
    printf("The array count is: %d\n", testsize);
}

它应该打印出来:"数组计数是:10"

Answer 2

在C++中,1x constexpr将为您提供:

template <typename T, size_t N>
constexpr size_t countof(T(&)[N])
{
    return N;
}

Answer 3

我能想到的最好的是:

template <class T, std::size_t N>
char (&sizeof_array(T (&a)[N]))[N];

// As litb noted in comments, you need this overload to handle array rvalues
// correctly (e.g. when array is a member of a struct returned from function),
// since they won't bind to non-const reference in the overload above.
template <class T, std::size_t N>
char (&sizeof_array(const T (&a)[N]))[N];

必须与另一个一起使用sizeof:

int main()
{
    int a[10];
    int n = sizeof(sizeof_array(a));
    std::cout << n << std::endl;
}

[编辑]

想一想,我相信除了宏之外,在C++ 03中单独的"类似函数的调用"这是不可能做到的,这就是原因.

一方面,您显然需要模板参数推导来获得数组的大小(直接或通过sizeof您的方式).但是,模板参数推导仅适用于函数,而不适用于类; 即你可以有一个类型为reference-to-array-of-N的模板参数R,其中N是另一个模板参数,但是你必须在调用点提供R和N. 如果你想从R中推导出N,那么只有函数调用才能做到.

另一方面,涉及函数调用的任何表达式都可以是常量的唯一方法是它在内部时sizeof.其他任何东西(例如,在函数的返回值上访问静态或枚举成员)仍然需要进行函数调用,这显然意味着这不是常量表达式.

Answer 4

问题

我喜欢Adisak的回答:

template <typename T, size_t N>
char ( &_ArraySizeHelper( T (&arr)[N] ))[N];
#define COUNTOF( arr ) (sizeof( _ArraySizeHelper( arr ) ))

这是微软在VS2008中用于_countof宏的东西,它有一些不错的功能:

• 它在编译时运行
• 它是类型安全的(即如果你给它一个指针,它将产生编译时错误,这些数组也很容易降级)

但正如Georg指出的那样,这种方法使用模板,所以不保证可以使用C++ 03的本地类型:

void i_am_a_banana() {
  struct { int i; } arr[10];
  std::cout << COUNTOF(arr) << std::endl; // forbidden in C++03
}

幸运的是,我们没有运气.

解决方案

Ivan Johnson提出了一个聪明的方法,赢得所有帐户:它是类型安全的,编译时,并使用本地类型:

#define COUNTOF(arr) ( \
   0 * sizeof(reinterpret_cast<const ::Bad_arg_to_COUNTOF*>(arr)) + \
   0 * sizeof(::Bad_arg_to_COUNTOF::check_type((arr), &(arr))) + \
   sizeof(arr) / sizeof((arr)[0]) )

struct Bad_arg_to_COUNTOF {
   class Is_pointer; // incomplete
   class Is_array {};
   template <typename T>
   static Is_pointer check_type(const T*, const T* const*);
   static Is_array check_type(const void*, const void*);
};

对于那些感兴趣的人,它通过在标准的基于sizeof的数组大小宏之前插入两个"测试"来工作.这些测试不影响最终计算,但旨在为非数组类型生成编译错误:

1. 除非arr是整数,枚举,指针或数组,否则第一个测试失败. reinterpret_cast<const T*>任何其他类型都应该失败.

2. 对于整数,枚举或指针类型,第二次测试失败.

   积分和枚举类型将失败,因为它们没有check_type匹配的版本,因为check_type需要指针.

   指针类型将失败,因为它们将匹配模板化版本check_type,但模板化的返回类型(Is_pointer)check_type不完整,这将产生错误.

   数组类型将通过,因为获取类型数组的地址T 将为您提供T (*)[],也就是指向数组的指针,而不是指向指针的指针.这意味着模板版本check_type将不匹配.感谢SFINAE,编译器将继续使用非模板化版本check_type,它应该接受任何一对指针.由于完全定义了非模板化版本的返回类型,因此不会产生错误.由于我们现在不处理模板,因此本地类型工作正常.

Answer 5

这不完全是你正在寻找的东西,但它很接近 - 一个片段,winnt.h其中包括对它所做的#$%^的一些解释:

//
// RtlpNumberOf is a function that takes a reference to an array of N Ts.
//
// typedef T array_of_T[N];
// typedef array_of_T &reference_to_array_of_T;
//
// RtlpNumberOf returns a pointer to an array of N chars.
// We could return a reference instead of a pointer but older compilers do not accept that.
//
// typedef char array_of_char[N];
// typedef array_of_char *pointer_to_array_of_char;
//
// sizeof(array_of_char) == N
// sizeof(*pointer_to_array_of_char) == N
//
// pointer_to_array_of_char RtlpNumberOf(reference_to_array_of_T);
//
// We never even call RtlpNumberOf, we just take the size of dereferencing its return type.
// We do not even implement RtlpNumberOf, we just decare it.
//
// Attempts to pass pointers instead of arrays to this macro result in compile time errors.
// That is the point.
//
extern "C++" // templates cannot be declared to have 'C' linkage
template <typename T, size_t N>
char (*RtlpNumberOf( UNALIGNED T (&)[N] ))[N];

#define RTL_NUMBER_OF_V2(A) (sizeof(*RtlpNumberOf(A)))

的RTL_NUMBER_OF_V2()宏最终在更可读的正在使用ARRAYSIZE()的宏.

马修威尔逊的"不完美的C++"一书也讨论了这里使用的技术.