什么是数组模板兼容性的好模式？

Question

我想创建具有 variable-length 元素数组的 objects，并使它们在 base/derived-class 意义上兼容。在 C 中，可以在 struct 的末尾放置一个不确定的数组，然后只需 malloc object 以包含完整数组：

struct foo {
    int n;
    double x[];
} ;

struct foo *foo1 = (foo *)malloc( sizeof( foo ) + sizeof( double[4] ) );
struct foo *foo2 = (foo *)malloc( sizeof( foo ) + sizeof( double[100] ) );

在 C++ 中，你似乎可以这样做：

template <unsigned I>
class foo {
public:
    int n;
    double x[I];
} ;

但是：

auto foo1 = new foo<4>( );
auto foo2 = new foo<100>( );

if (foo1 == foo2) cerr << "incompatible pointers";

你可以用一个共同的基础class来做到这一点，但这有必要吗？我只想使用 foo1 和 foo2，其中每个 object 都知道其数组的长度。

我的应用程序是针对 ESP32 微控制器的运行 FreeRTOS。它有有限的 non-virtual RAM 和一个稍微复杂的分配系统，因为各种内存块的能力不同（有些速度较慢，有些不能包含可执行代码，有些不能被 DMA 访问，等等）因此，为 object 的片段分配多个块（例如，通过在末尾对 double 的数组使用 std::vector ）变得复杂。

我在 object 构造时知道 double 数组的长度，但我希望 header 和数组位于单个分配的内存块中（所以它可以具有我以后需要的特性。

C-style 做这件事的方式会很好，但是最好有 C++ 特性，比如在数组上迭代（对于各种 objects，每个都有不同数量的doubles）。另外，本机 C++ 解决方案允许我在 x[] 数组中包含 object，而不是在原始分配的内存中放置 new。因此，例如：

auto a[] = { new foo<5>( ), new foo<10>( ), new foo<15>( ) };

for (auto i : a)
    for (auto j : i.x)
        cout << log10( j );    // prints 40 logs of doubles

（我希望它有 C++ 语法错误，但希望它传达了这个想法。如果我能将所有 foo 放入一个公共容器中，我可以弄清楚它的语法。）

Answer 1

作为一名 low-level C++ 开发人员，我完全理解您的需求，遗憾的是，标准 C++ 中的灵活数组成员无法替代，无论是否带有模板。您必须通过编译器扩展继续使用灵活的数组成员。

它们未包含在该语言中，因为在当前形式下，它们本质上是一种 hack。他们在继承或组合方面做得不好。

模板的问题在于，灵活数组版本具有所有大小的通用数组类型。这意味着您可以将它们放在数组中，让 non-template 函数将它们作为参数等：

foo* make_foo(int n);

foo* foos[] = { make_foo(1); make_foo(2); make_foo(3); }; // ok

void take_foo(foo*);

对于模板版本，类型 foo<1> 和 foo<2> 完全无关，因此您不能将它们放在数组中或使用 non-template 接受它们的函数：

template <int N>
foo<N>* make_foo();

auto foos[] = { make_foo<1>(), make_foo<2>(), make_foo<3>() }; // ill-formed

template <int N>
void take_foo(foo<N>*);

std::array 对本次讨论无济于事，继承自某个类型仍会存在不相关类型的问题。

但是，由于这仍然是 C++（尽管 non-standard），您至少可以一些额外的细节：

tempate <class T>
struct flex_array {
  int n;
  T data[];

  T* begin() { return &data[0]; }
  T* end() { return begin() + n; }
};


void iterate(flex_array<double>& f) {
    for (double j : f) {
        cout << log10(j); // print however many doubles are in f
    }
}

什么是数组模板兼容性的好模式？

What is a good pattern for array template compatibility?

c++

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