不使用宏编译时间sizeof_array

Question

这只是过去几天困扰我的事情，我认为不可能解决，但我之前看过模板魔术。

开始：

要获得标准C ++数组中的元素数量，我可以使用宏（1）或类型安全内联函数（2）：

（1）

#define sizeof_array(ARRAY) (sizeof(ARRAY)/sizeof(ARRAY[0]))

（2）

template <typename T>
size_t sizeof_array(const T& ARRAY){
    return (sizeof(ARRAY)/sizeof(ARRAY[0]));
}

正如您所看到的，第一个问题是成为一个宏（目前我认为是一个问题），而另一个问题是在编译时无法获得数组的大小; 即我不能写：

enum ENUM{N=sizeof_array(ARRAY)};

要么

BOOST_STATIC_ASSERT(sizeof_array(ARRAY)==10);// Assuming the size 10..

有谁知道这是否可以解决？

更新 ：

这个问题是在引入constexpr之前创建的。 现在你可以简单地使用：

template <typename T>
constexpr auto sizeof_array(const T& iarray) {
    return (sizeof(iarray) / sizeof(iarray[0]));
}

Answer 1

从这里尝试以下内容：

template <typename T, size_t N>
char ( &_ArraySizeHelper( T (&array)[N] ))[N];
#define mycountof( array ) (sizeof( _ArraySizeHelper( array ) ))

int testarray[10];
enum { testsize = mycountof(testarray) };

void test() {
    printf("The array count is: %d\n", testsize);
}

它应该打印出来：“数组计数是：10”

Answer 2

在C ++中，1x constexpr将为您提供：

template <typename T, size_t N>
constexpr size_t countof(T(&)[N])
{
    return N;
}

Answer 3

我能想到的最好的是：

template <class T, std::size_t N>
char (&sizeof_array(T (&a)[N]))[N];

// As litb noted in comments, you need this overload to handle array rvalues
// correctly (e.g. when array is a member of a struct returned from function),
// since they won't bind to non-const reference in the overload above.
template <class T, std::size_t N>
char (&sizeof_array(const T (&a)[N]))[N];

必须与另一个sizeof一起使用：

int main()
{
    int a[10];
    int n = sizeof(sizeof_array(a));
    std::cout << n << std::endl;
}

[编辑]

想想看，我相信除了宏之外，在C ++ 03中单独的“类似函数的调用”这是不可能做到的，这就是原因。

一方面，您显然需要模板参数推导来获得数组的大小（直接或通过sizeof ）。 但是，模板参数推导仅适用于函数，而不适用于类; 即你可以有一个类型为reference-to-array-of-N的模板参数R，其中N是另一个模板参数，但是你必须在调用点提供R和N. 如果你想从R中推导出N，那么只有函数调用才能做到。

另一方面，任何涉及函数调用的表达式都可以是常量的唯一方法是它在sizeof内部。 其他任何东西（例如，在函数的返回值上访问静态或枚举成员）仍然需要进行函数调用，这显然意味着这不是常量表达式。

Answer 4

问题

我喜欢Adisak的回答 ：

template <typename T, size_t N>
char ( &_ArraySizeHelper( T (&arr)[N] ))[N];
#define COUNTOF( arr ) (sizeof( _ArraySizeHelper( arr ) ))

这是微软在VS2008中用于_countof宏的东西，它有一些不错的功能：

• 它在编译时运行
• 它是类型安全的 （即如果你给它一个指针，它将产生编译时错误，这些数组也很容易降级）

但正如Georg指出的那样，这种方法使用模板，所以不保证可以使用C ++ 03的本地类型 ：

void i_am_a_banana() {
  struct { int i; } arr[10];
  std::cout << COUNTOF(arr) << std::endl; // forbidden in C++03
}

幸运的是，我们没有运气。

解决方案

Ivan Johnson想出了一个聪明的方法 ，赢得所有帐户：它是类型安全的，编译时，并使用本地类型：

#define COUNTOF(arr) ( \
   0 * sizeof(reinterpret_cast<const ::Bad_arg_to_COUNTOF*>(arr)) + \
   0 * sizeof(::Bad_arg_to_COUNTOF::check_type((arr), &(arr))) + \
   sizeof(arr) / sizeof((arr)[0]) )

struct Bad_arg_to_COUNTOF {
   class Is_pointer; // incomplete
   class Is_array {};
   template <typename T>
   static Is_pointer check_type(const T*, const T* const*);
   static Is_array check_type(const void*, const void*);
};

对于那些感兴趣的人，它通过在标准的基于sizeof的数组大小宏之前插入两个“测试”来工作。 这些测试不影响最终计算，但旨在为非数组类型生成编译错误：

1. 除非arr是整数，枚举，指针或数组，否则第一次测试失败。 对于任何其他类型， reinterpret_cast<const T*>都应该失败。

2. 对于整数，枚举或指针类型，第二次测试失败。

   积分和枚举类型将失败，因为它们没有匹配的check_type版本，因为check_type需要指针。

   指针类型将失败，因为他们会匹配的模板版本check_type ，但返回类型（ Is_pointer为模板） check_type是不完整的，这将产生一个错误。

   数组类型将通过，因为获取类型为T的数组的地址将为您提供T (*)[] ，也就是指向数组的指针，而不是指向指针的指针。 这意味着check_type的模板化版本将不匹配。 感谢SFINAE ，编译器将继续使用非模板化版本的check_type ，它应该接受任何一对指针。 由于完全定义了非模板化版本的返回类型，因此不会产生错误。 由于我们现在不处理模板，因此本地类型工作正常。

Answer 5

这不是你想要的，但它很接近 - 来自winnt.h一个片段，其中包括对它所做的＃$％^的一些解释：

//
// RtlpNumberOf is a function that takes a reference to an array of N Ts.
//
// typedef T array_of_T[N];
// typedef array_of_T &reference_to_array_of_T;
//
// RtlpNumberOf returns a pointer to an array of N chars.
// We could return a reference instead of a pointer but older compilers do not accept that.
//
// typedef char array_of_char[N];
// typedef array_of_char *pointer_to_array_of_char;
//
// sizeof(array_of_char) == N
// sizeof(*pointer_to_array_of_char) == N
//
// pointer_to_array_of_char RtlpNumberOf(reference_to_array_of_T);
//
// We never even call RtlpNumberOf, we just take the size of dereferencing its return type.
// We do not even implement RtlpNumberOf, we just decare it.
//
// Attempts to pass pointers instead of arrays to this macro result in compile time errors.
// That is the point.
//
extern "C++" // templates cannot be declared to have 'C' linkage
template <typename T, size_t N>
char (*RtlpNumberOf( UNALIGNED T (&)[N] ))[N];

#define RTL_NUMBER_OF_V2(A) (sizeof(*RtlpNumberOf(A)))

RTL_NUMBER_OF_V2()宏最终用于更易读的ARRAYSIZE()宏。

马修威尔逊的“不完美的C ++”一书也讨论了这里使用的技术。

Answer 6

如果您使用的是Microsoft平台，则可以利用_countof宏。 这是一个非标准扩展，它将返回数组中元素的数量。 它比大多数countof样式宏的优点是，如果它在非数组类型上使用，它将导致编译错误。

以下工作正常（VS 2008 RTM）

static int ARRAY[5];
enum ENUM{N=_countof(ARRAY)};

但再一次，它是MS特定的，所以这可能不适合你。

Answer 7

你不能解决它，这就是数组包装器的原因之一，如boost数组 （当然还有stl风格的行为）。

Answer 8

在没有具有当前C ++标准的宏的情况下，似乎无法将sizeof数组作为编译时常量获取（您需要一个函数来推导数组大小，但在需要编译时常量的情况下不允许函数调用） 。 [编辑：但看看Minaev的精彩解决方案！]

但是，您的模板版本也不是类型安全的，并且遇到与宏相同的问题：它还接受指针，特别是数组衰减为指针。 当它接受指针时，sizeof（T *）/ sizeof（T）的结果无意义。

更好：

template <typename T, size_t N>
size_t sizeof_array(T (&)[N]){
    return N;
}

Answer 9

没有C ++ 0x，我能得到的最接近的是：

#include <iostream>

template <typename T>
struct count_of_type
{
};


template <typename T, unsigned N>
struct count_of_type<T[N]> 
{
    enum { value = N };
};

template <typename T, unsigned N>
unsigned count_of ( const T (&) [N] )
{
    return N;
};


int main ()
{
    std::cout << count_of_type<int[20]>::value << std::endl;
    std::cout << count_of_type<char[42]>::value << std::endl;

    // std::cout << count_of_type<char*>::value << std::endl; // compile error

    int foo[1234];

    std::cout << count_of(foo) << std::endl;

    const char* bar = "wibble";

    // std::cout << count_of( bar ) << std::endl; // compile error

    enum E1 { N = count_of_type<int[1234]>::value } ;

    return 0;
}

它既可以为您提供可以传递变量的函数，也可以为您传递类型的模板。 您不能将该函数用于编译时常量，但大多数情况下您知道该类型，即使仅作为模板参数。

Answer 10

现在可以使用STL库来决定/选择数组大小编译时间

#include <iostream>
#include <array>

template<class T>
void test(T t)
{
    int a[std::tuple_size<T>::value]; // can be used at compile time
    std::cout << std::tuple_size<T>::value << '\n';
}

int main()
{
    std::array<float, 3> arr;
    test(arr);
}

输出：3