是否可以根据其数据成员的类型确定类型的大小

Question

问题：

考虑以下类型：

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

是否可以单独从std::uint8_t和std::uint32_t确定sizeof(S)？

上下文：

我正在开发一个代码，其中 S 实际上是一个模板类型，比这个用于说明的模板类型更冗长，所以我想定义一个特征 class 来一般地确定一个模板的大小类型来自其数据成员的类型。到目前为止，我有两个想法：

使用数据成员对齐

template <typename... Ts>
inline constexpr std::size_t aligned_sizeof_all_v = sizeof...(Ts) * std::max(alignof(Ts)...);

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，尽管我不太愿意使用第二种方法，因为 std::tuple 的实施在其大小方面没有提供任何保证：

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？

Answer 1

是的。如果对象成员的类型和顺序已知，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，则可以使用和在助手 class 中重建对象的结构并使用其大小：

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（试一试on Godbolt）：

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 (on Godbolt):

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。

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

c++

sizeof

memory-alignment

typetraits

stdtuple