如何在 C++ 的编译时检测结构的成员是否为位域？

Question

给定一个结构 S:

struct S {
  bool a : 1;
  bool b : 1;
};

编译时如何判断S::a和S::b是位域？

我试图想出一个像 IsBitField(S, a) 这样的宏，但很难将 SFINAE 与 offsetof() 或 addressof() 一起应用（这被认为是无效每个位域的操作）。

Answer 1

首先，对于 SFINAE 解决方案，省略号重载技巧（使用表达式 SFINAE）仍然有效，我们只需要找到一个构造，该构造在应用于位域时格式错误，而在应用于普通位域时格式正确会员.

例如，如果成员是位域，则不能形成指向成员的指针。

所以我们可以这样写：

template <typename T>
struct is_bit_field_t {
    template <typename U>
    static constexpr bool helper(...) {
        return true;
    }
    template <typename U>
    static constexpr bool helper(decltype(&U::a) arg) {
        return false;
    }
    static constexpr bool value = helper<T>(nullptr); 
};

这将测试U的public成员a是否是位域类型。解释：

如果 T::a 是位域，则表达式 decltype(&U::a) 的格式不正确，这将导致 SFINAE 出现第二个重载。

现场演示：https://godbolt.org/z/TTn8YPKW3

在 C++20 中，这可以通过概念来完成，利用不能获取位域地址的事实。

核心实现看起来像：

template <typename T>
concept A_IsBitField = !requires (T t) {
     { &t.a };
};

现场演示：https://godbolt.org/z/W3jbosY93

如果您不想定义一个独立的概念，您可以只使用 requires 表达式（使用 SFINAE 方法，您别无选择，只能创建该结构）

当然，以上仅对名为a的成员有效。如果您想将它与其他成员一起使用，则需要重写 SFINAE 特征或概念，将 a 替换为您想要的任何成员。如果您需要很多结构，您可以编写一个宏来帮助您生成这些结构。

如何在 C++ 的编译时检测结构的成员是否为位域？

How to detect whether a struct's member is a bit-field at compile time in C++?

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