非类模板中数据成员 std::array 的编译时间大小 (C++14)

Question

编译时检查 std::array 数据成员的（编译时）大小

我需要静态断言非模板类的std::array类型的非 constexpr 数据成员的编译时大小，比如arr_ ，等于给定的（外部提供的）常量。 静态断言将从类内部完成，这意味着arr_是可访问的，但我不能依赖任何存储的常量（也不是非类型模板参数）的大小。 即，断言需要仅依赖于arr_数据成员的“一些检查”。

如果constexpr std::array<>::size() / std::array<>::max_size()是静态成员函数（ decltype(arr_)::size() / decltype(arr_)::max_size()我基本上会完成decltype(arr_)::max_size() ) 而不是非静态成员函数。

我有一种在arr_成员的指向数据成员的指针上使用函数模板参数推导的工作方法，但我想知道是否有更简单/更整洁的方法。

#include <array>
#include <cstddef>

// Defined/provided from elsewhere.
constexpr std::size_t kArraySize = 12U;
constexpr std::size_t kAnotherArraySize = 12U;

template <typename T, typename U, std::size_t N>
constexpr std::size_t size_of_data_member_array(std::array<T, N> U::*) {
    return N;
}

class Foo {
    std::array<int, kArraySize> arr_;
    static_assert(size_of_data_member_array(&Foo::arr_) == kAnotherArraySize, "");
};

int main() {}

Answer 1

该标准在名称tuple_size下提供了array::size的静态版本：

#include <array>
#include <tuple> // for std::tuple_size_v

static_assert(std::tuple_size<decltype(arr_)>::value == kAnotherArraySize, "");
static_assert(std::tuple_size_v<decltype(arr_)> == kAnotherArraySize); // C++17

Answer 2

您可以在静态断言中创建一个具有相同类型Foo::arr_的数组实例：

class Foo {
    std::array<int, kArraySize> arr_;
    static_assert(decltype(arr_){}.size() == kAnotherArraySize, "");
};

请参阅此示例。

注意：这仅在数组值类型是 POD 或具有默认 constexpr 构造函数时才有效。

Answer 3

只是为了提供另一种选择，您可以对模板变量进行部分专业化。

#include <array>
#include <cstddef>

// Defined/provided from elsewhere.
constexpr std::size_t kArraySize = 12U;
constexpr std::size_t kAnotherArraySize = 12U;

template <typename T>
constexpr std::size_t array_size = 0;

template <typename T, std::size_t N>
constexpr std::size_t array_size<std::array<T, N>> = N;

class Foo {
    std::array<int, kArraySize> arr_;
    static_assert(array_size<decltype(arr_)> == kAnotherArraySize, "");
};

int main() {}

Answer 4

使用 SFINAE 提供另一种选择：

#include <type_traits>
#include <array>

template <typename T>
constexpr bool is_array_v = false;

template <typename T, size_t N>
constexpr bool is_array_v<std::array<T, N>> = true;

template <typename Array, std::enable_if_t<is_array_v<Array>, int> = 0>
constexpr size_t array_size_v = std::tuple_size<Array>::value;

static_assert(array_size_v<std::array<int, 5>> == 5); // OK
static_assert(array_size_v<int> == 5);                // Won't compile

与其他提议不同，这将在编译时发现对array_size_v误用，因此输入int和其他不是std::array类型将不起作用。