为什么使用 libc++ 时 sizeof( std::variant< char > ) == 8 而不是 2（如 MSVC 的 STL 和 libstdc++）？

Question

考虑this example on Compiler explorer。

基本上，我们有这个代码sn-p：

#include <cstdint>
#include <variant>

enum class Enum1 : std::uint8_t { A, B };

enum class Enum2 : std::uint8_t { C, D };

using Var = std::variant< Enum1, Enum2 >;
using Var2 = std::variant< char >;

template< std::size_t s >
struct print_size;

void func() {
    print_size< sizeof( Var ) >{};
    print_size< sizeof( Var2 ) >{};
}

如果我们使用 GCC 的 libstdc++（使用 clang 或 GCC）编译它，我们会得到预期的编译错误：

error: implicit instantiation of undefined template 'print_size<2>'

另外，与 MSVC 类似（如预期的那样）：

error C2027: use of undefined type 'print_size<2>'

但是，当使用带有 libc++ 的 clang 时，我得到了这个错误：

error: implicit instantiation of undefined template 'print_size<8>'

这表示sizeof( std::variant< char > ) == 8 在使用 libc++ 时。我已经在 Linux 上确认了这一点（请参阅上面的编译器资源管理器链接），但也可以在 Android 的 NDK r18 和 Xcode 10（iOS 和 MacOS）上使用。

libc++ 的std::variant 实现是否有理由使用这么多内存，或者这只是 libc++ 中的一个错误，应该报告给 libc++ 开发人员？

Answer 1

原因似乎是在 libc++ 的原始 std::variant 实现中，unsigned int 始终用于存储 std::variant 的活动类型索引，而 libstdc++ 选择能够存储最大索引的最小无符号整数类型。

在当前的 libc++ 中也可以使用此优化，但默认情况下似乎未启用。启用优化的宏 (_LIBCPP_ABI_VARIANT_INDEX_TYPE_OPTIMIZATION) 仅在定义了 _LIBCPP_ABI_VERSION >= 2 或 _LIBCPP_ABI_UNSTABLE 时才设置。

我想，因为原始实现没有进行此优化，并且由于数据布局更改而破坏了std::variant 在两个方向上的兼容性，因此默认情况下未启用它以保持与旧版本的二进制兼容性。可以通过设置上述 ABI 版本宏来启用较新的 ABI，但当然所有库也需要使用此新 ABI 版本进行编译。

见https://reviews.llvm.org/D40210