包含1个指针的结构的大小

Question

假设我有以下类模板：

template<typename T>
struct Wrapper {
  T* t_;
  static void check() {
    static_assert(sizeof(Wrapper<T> == sizeof(T*), "Illegal assumption");
  }
};

我查看了C ++ 03标准中的C99标准，但找不到为我在static_assert表示的假设的保证。 我在Visual C ++ 2008和2010（32位）上进行了尝试，并在Linux（64位）上使用了几个编译器选项对gcc进行了测试，发现我的假设得到了证实。

我的问题是：

• 我的假设对Visual C ++ 2008/2010/11（Windows）是否合理？
• 对于gcc 4. *（Linux）？
• 对于编译器标志的任何组合？
• 您是否知道任何不符合该假设的编译器/平台？

我猜编译器可能会在结构中添加一些填充，例如出于调试目的。 但是，有没有一个编译器实际上可以做到这一点？

编辑：因此，正如您在这里问的是我要实现的目标：
我具有以下签名的成员函数：

Someclass* OtherClass::fn();

我想这样更改签名：

Wrapper<Someclass> OtherClass::fn();

该包装器的作用类似于某些智能指针，即，它关心指针的生命周期，因此在超出范围时将其释放。 由于该函数是跨dll边界调用的，因此我想确保在所有情况下（例如，编译器设置等），返回值（现在是一种具体类型，而不仅仅是一个哑指针）的大小都与指针相同将会。 计划/希望将支持调试/发布应用程序/ dll构建的所有组合。
您可能会问：不，我不能使用boost :: shared_ptr <>，std :: shared_ptr <>，std :: unique_ptr <>等，因为我们不想将Boost公开给dll用户，我们尚不支持C ++ 11。

Answer 1

如果您要假设它并且进行了编译时检查，请继续。 大概可以从中受益。

您不能保证有关填充的任何信息，但是通常使用填充来进行对齐，以使该类型的数组将数组的每个成员（以及结构的每个成员）正确对齐。 通常，本机指针已经是要对齐的正确大小，因此不需要填充，但是您不能保证做到这一点。

您不能使用gcc来检查这件事-它取决于目标体系结构，而不仅取决于编译器。

Answer 2

查看标准，我在§9.2 [class.mem]中发现了两个有趣的地方 ：

17 /如果两个标准布局结构（条款9）类型具有相同数量的非静态数据成员，并且对应的非静态数据成员（按声明顺序）具有布局兼容类型（3.9），则它们是布局兼容的。

因此，其中只有一个指针的两个struct是布局兼容的（因此，如果您的断言适用于此类型，则它适用于所有类型）。

20 /指向标准布局结构对象的指针（使用reinterpret_cast进行了适当转换）指向其初始成员（或者，如果该成员是位字段，则指向它所在的单元），反之亦然。 [注意：因此，在标准布局结构对象中可能会存在未命名的填充，但在其开始时可能没有，这是实现适当对齐所必需的。 —尾注]

在注释中，我们了解到结构的开头不能有填充。

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根据您的目标， 20 /可能就足够了。 这意味着这有效：

void check(T* t) {
    Wrapper<T>* w = reinterpret_cast<Wrapper<T>*>(t);
    assert(w->t_ == t);
}

Answer 3

我想说您的假设对于大多数编译器和标志都是合理的。

对于任何T，编译器都能够创建T的数组，这些数组必须是连续的，因此它必须能够创建它而无需填充。 这样，将其放入您的结构中的任何填充将完全是可选的，而不是必需的。

另一方面，我可以肯定地说，没有C或C ++标准可以保证您的要求。 关于它的最接近的保证来自于以下事实：在C ++中，它是一个标准布局结构，它限制了C ++编译器像C编译器那样对字段进行布局，因此成员必须以升序排列，开头没有填充-但成员之间和/或最后一个成员之后仍允许填充。

底线：如果您有指向第一个成员的指针，则可以安全地转换为指向struct的指针（反之亦然）。 如果您要自己做一些事情，例如创建一个数组并像其他数组一样对其进行索引，那么您就自己一个人了–它起作用的机会非常好，但是我敢肯定，该标准不会保证。