模板结构中的零大小成员变量

Question

我有一个模板结构，它有一个带有额外浮点数的变体，如下所示：

template <bool HasFloat>
struct Foo {
   std::vector<int> a;
   float b; // Not needed if HasFloat is false
};

为了节省内存（是的，这很重要）如果HasFloat 为假，我想省略该浮点数。由于struct 中还有很多其他内容，因此最好的方法是这样的：

using B = typename std::conditional<HasFloat, float, ZeroSizedType>::type;
B b;

据我所知，除了 C++ 中没有零大小的类型。唯一的例外似乎是“灵活数组成员”，所以我也许可以这样做：

using B = typename std::conditional<HasFloat, float, float[]>::type;

除了它们仅在 C99 中受支持，而不是 C++。

对此的标准解决方案似乎是使用继承，因为基类可以是零大小的，但是我的结构也可以通过程序集访问，并且为了使程序集更简单，如果float b; 位于结构的末尾而不是开头，无论如何that isn't guaranteed。

所以这似乎将模板专业化作为唯一的选择，但我的课程实际上相当长，我想避免重复所有内容。我还缺少其他解决方案吗？

Answer 1

我的一位同事提出了一个相当不错的解决方案。它确实需要复制和粘贴数据成员，但至少我不必复制我的方法。

template <bool HasFloat>
struct Foo {
  struct State {
    std::vector<int> a;
  };

  struct StateWithFloat {
    std::vector<int> a;
    float k;
  };

  using FooState = std::conditional_t<HasFloat, StateWithFloat, State>;
  FooState state;
};

你可以这样做：

  struct StateWithFloat {
    State state;
    float k;
  };

但是你必须添加模板函数以避免 state.a 与 state.state.a 的问题，此时复制和粘贴似乎更容易。

@aschepler 还指出，在 C++20 中，您将能够使用 [[no_unique_address]]。

Answer 2

您可以创建一个专门针对是否具有浮点数的结构，然后在您的结构中使用它来转发模板参数。像这样的：

template <bool HasFloat>
struct PerhapsFloat;

template <>
struct PerhapsFloat<true>
{
    float b;
};

template <>
struct PerhapsFloat<false>
{

};

template <bool HasFloat>
struct Foo {
   std::vector<int> a;
   PerhapsFloat<HasFloat> b;
};

在这里，您有一个演示： https://godbolt.org/z/7zPto9

Answer 3

尝试将特化提取到基类/成员类。

template <bool B>
struct Foo {};

template <>
struct Foo<true>
{
    float f;    
};

template <bool HasFloat>
class Bar 
{
    Foo<HasFloat> b;
};

class Empty {};

int main()
{
    std::cout << sizeof(Bar<true>) << std::endl; // 4
    std::cout << sizeof(Bar<false>) << std::endl; // 1
    std::cout << sizeof(Empty) << std::endl; // 1
}