是否可以根据数据成员的类型确定类型的大小

Question

问题：

考虑以下类型：

struct S {
    std::uint8_t a;
    std::uint32_t b;
};

是否可以单独从std::uint8_t 和std::uint32_t 确定sizeof(S)？

上下文：

我正在开发一个代码，其中S 实际上是一个模板类型，比这个用于说明目的的模板类型更详细，所以我想在定义一个特征类时从它的数据成员的类型中通用地确定一个类型的大小.到目前为止，我有两个想法：

1. 使用数据成员的对齐方式

template <typename... Ts>
inline constexpr std::size_t aligned_sizeof_all_v = sizeof...(Ts) * std::max(alignof(Ts)...);

1. 使用std::tuple

template <typename... Ts>
inline constexpr std::size_t aligned_sizeof_all_v = sizeof(std::tuple<Ts...>);

使用这两种方法似乎都成功了，虽然我不太愿意使用第二种方法，因为std::tuple 的实现不能保证它的大小：

static_assert(aligned_sizeof_all_v<std::uint8_t, std::uint32_t> == sizeof(S));

这是确定类型大小的正确方法吗？

Answer 1

是的。如果对象成员的类型和顺序已知，并且所有成员具有相同的访问说明符（例如public），并且如果对象缺少 vtable，您可以在其中重建对象的结构一个辅助类并使用它的大小：

template<typename... Ts>
struct struct_traits {
    static constexpr std::size_t size() {
        return sizeof(struct_builder<Ts...>);
    }

private:
    template<typename First, typename... Rest>
    struct struct_builder : struct_builder<Rest...> {
        First v;
    };
    template<typename First>
    struct struct_builder<First> {
        First v;
    };

    // Below: addition to work with structures declared with alignas().
public:
    template<std::size_t alignas_>
    static constexpr std::size_t size() {
        return sizeof(aligned_struct_builder<alignas_, Ts...>);
    }

private:
    template<std::size_t alignas_, typename First, typename... Rest>
    struct alignas(alignas_) aligned_struct_builder : aligned_struct_builder<alignas_, Rest...> {
        First v;
    };
    template<std::size_t alignas_, typename First>
    struct alignas(alignas_) aligned_struct_builder<alignas_, First> {
        First v;
    };
};

使用示例（试一试on Godbolt）：

struct S
{ 
    uint8_t a, b;
    uint32_t c;
};

static_assert(struct_traits<uint8_t, uint8_t, uint32_t>::size() == sizeof(S)); // True! 8 == 8
static_assert(struct_traits<uint8_t, uint32_t, uint8_t>::size() == sizeof(S)); // Bad: 12 != 8

针对alignas-ed 结构（on Godbolt）使用：

struct alignas(8) S
{ 
    uint8_t a;
    uint32_t c;
    uint8_t b;
};

static_assert(struct_traits<uint8_t, uint32_t, uint8_t>::size<8>(), sizeof(S)); // True: 16 == 16

灵感来自this SO post。