定义最小尺寸的结构

Question

我想定义一个结构，例如type，使得 sizeof(type) 不小于某个值。

动机：

我有一个矢量 std::vector<type>，我将从中删除一些元素。另外，我已经将一些元素的索引保存到其他地方，因此我只想将其标记为未使用并在将来重用它。这导致我将下一个可用位置保存为已删除位置的列表。因此，sizeof(type) 应该不少于 sizeof(size_t) 并且 type 也应该正确对齐。

可能的解决方案：

boost::variant<type, size_t>

从我的角度来看，这有两个问题。如果我use boost::get<type>，性能会明显下降。如果我使用 boost::apply_visitor，语法会很奇怪，根据我的个人资料，性能也会降低。
union{type t; size_t s;}

这当然有效，但有两个缺点。首先，引用 type 成员的语法会更混乱。其次，还要为这个union定义构造函数、拷贝构造函数等。
将 type 延长 char[sizeof(size_t) - sizeof(type)]

这几乎满足了我的要求。但是，这种零长度数组的风险不受 c++ 标准的支持，并且可能存在错误对齐的风险。

因为我不会像 size_t 那样经常使用 type，所以我只想确保在需要时可以使用 reinterpret_cast<size_t>。

互补

看完评论后，我认为对我的问题最好的解决方案应该是boost::variant。但我仍然想知道是否有办法结合解决方案 2 和 3 的优点，即

一个。我可以访问 type 的成员而无需更改。

b。确保 reinterpret_cast<size_t> 有效。

Answer 1

您可以通过以下方式减轻对解决方案 3 的担忧：

struct data
{
  // ...
};

template<class T, bool> class pad_;
template<class T> class pad_<T, true> { char dummy[sizeof(T) - sizeof(data)]; };
template<class T> class pad_<T, false> {};

template<class T> using pad = pad_<T, (sizeof(T) > sizeof(data))>;

class type : public data, pad<size_t>
{
  // ...
};

此代码：

假定 empty base optimization 以便 pad 可以在 sizeof(data) >= sizeof(size_t)

type

没有零长度数组的风险

Answer 2

虽然这是一个有趣的问题，但设计本身的接缝问题。

插入新元素时，标记为未使用的项目在增长向量之前首先被考虑。这意味着项目的相对顺序是不可预测的。如果这是可以接受的，你可以只使用一个（智能）指针向量。

通常情况下，向量在从中间移除项目时效率低下。由于顺序无关紧要，因此可以将要删除的元素与最后一个元素交换并弹出最后一个元素。
所有元素大小相同；使用池分配它们可能比使用系统分配器更快。

池基本上以大块分配内存，并根据要求分发较小的块。池通常将空闲列表存储在尚未分配的块中以跟踪可用内存（与问题中描述的想法相同）。有一些现成的好实现（来自 Boost 和其他来源）。
关于原始设计，由于实际元素与 "holes" 混合，因此枚举向量中的元素很麻烦，逻辑将被额外的检查混淆。

原始设计背后可能有一些卖点；不幸的是@user1535111 没有告诉细节。

定义最小尺寸的结构

Define struct with minimum size

c++

struct