检测结构是否有填充

Question

如果结构/类有一些填充，有没有办法（特征左右）来检测？

我不需要跨平台或标准化的解决方案，我在 MSVC2013 中需要它。

我可以检查一下

namespace A
{
    struct Foo
    {
        int a;
        bool b;
    };
}

#pragma pack(push, 1)
namespace B
{
    struct Foo
    {
        int a;
        bool b;
    };
}
#pragma pack(pop)

static const bool has_padding = sizeof(A::Foo) != sizeof(B::Foo);

但 C++ 不允许（据我所知）生成这种非侵入式（不触及现有结构）

理想情况下，我想从事这样的工作

template <typename T>
struct has_padding_impl
{
    typedef __declspec(align(1)) struct T AllignedT;
};

template <typename T>
struct has_padding : typename std::conditional<sizeof(typename has_padding_impl<T>::AllignedT) == sizeof(T),
                                               std::false_type,
                                               std::true_type>::type{};

编辑 - 我为什么需要这个？

我正在使用现有的序列化系统，它存储了一些结构，只是将void* 传递给它们（在通用函数内部）并存储sizeof(T) 字节数......这样的二进制文件在我们的目标平台上是不可移植的, 由于使用了不同的编译器，因此无法保证如何插入填充。如果我可以静态检测所有带有填充的结构 T，我可以强制用户手动插入填充（一些控制填充，例如不仅仅是随机垃圾），因此没有“随机”填充。另一个冒险是，当我比较相同场景的两个保存文件时，它们看起来是一样的。

编辑 2 我想得越多，我就越意识到我需要跨平台的解决方案。我们主要在 msvc2013 上开发，但我们的应用程序最终构建在 msvc2012 和 clang 上。但是如果我在 msvc2013 中检测到并去掉所有编译器生成的填充，则不能保证其他编译器不会插入填充...（所以 msvc2013 检测是不够的）

Answer 1

您在运行时需要这些信息吗？ 因为如果您想在构建时了解它，我相信您可以使用static_assert 获取此信息。

struct foo
{
    uint64_t x;
    uint8_t y;
};
#define EXPECTED_FOO_SIZE (sizeof(uint64_t) + sizeof(uint8_t))
static_assert(sizeof(foo) == EXPECTED_FOO_SIZE, "Using padding!");

如果您在运行时需要它，您可以尝试以下方法：

static const bool has_padding = (sizeof(foo) != EXPECTED_FOO_SIZE);

还可以查看之前帖子中的link，也许会有所帮助。

Answer 2

试试这个宏：

#define TO_STR(str) #str
#define DECL_STRUCT_TEST_ALIGNED(structName, test_alignment, body) \
_Pragma(TO_STR(pack(push,test_alignment)))\
struct test_##structName \
body ; \
_Pragma(TO_STR(pack(pop))) \
struct structName \
body; \
static const bool has_padding_##structName = sizeof(test_##structName)!=sizeof(structName);

DECL_STRUCT_TEST_ALIGNED(bar, 1,
{
                         int a;
                         bool b;
                     }
                     )


DECL_STRUCT_TEST_ALIGNED(foo,1,
{
                         int a;
                         int b;
                     })

现在，您可以在运行时进行测试：

if (has_padding_foo)
{
    printf("foo has padding\n");
} else {
    printf("foo doesn't have padding\n");
}
if (has_padding_bar)
{
    printf("bar has padding\n");
} else {
    printf("bar has no padding\n");
}

而且，如果你想在编译时出错，你可以使用 static_assert。

Answer 3

也许你应该尝试这样的事情：

#include <iostream>
using namespace std;

struct A
{
    int a;
    bool b;
};

int main(int argc, char *argv[])

{
    A foo;

    cout << "sizeof struct = " << sizeof(A) << endl;
    cout << "sizeof items  = " << sizeof(foo.a) + sizeof(foo.b) << endl;
    return 0;
}

我明白了：

sizeof struct = 8
sizeof items  = 5

我在 Ubuntu 14.04 上。