如何找到子类的最大可能大小

Question

给定一个类，我想在编译时找到它的所有子类中最大的sizeof()。在这种情况下，您需要正确定义 B::BIGGEST_TYPE_SIZE 的值，最好在类本身中。

可以使用std::max() 的用法在单独的代码块中执行此操作，如最后一行所示，但它有些重复代码和不优雅，因为我将不得不不断修改该行作为更多类继承自B。

我想要一个很好的可扩展解决方案。

struct B 
{
    static const int BIGGEST_TYPE_SIZE;
};

struct D1 : public B
{
    int i;
};

struct D2 : public B
{
    std::vector<int> vec;
};

struct D3 : public B
{
    std::string s;
};

const int B::BIGGEST_TYPE_SIZE = std::max(sizeof(D1), std::max(sizeof(D2), sizeof(D3)));

BIGGEST_TYPE_SIZE 的值应该是“32”，因为std::string。

对此有什么优雅的解决方案吗？ 模板越性感越好。 谢谢！

Answer 1

以std::variant 为例，它从模板参数中知道它的大小。最好的办法也是使用可变参数模板。首先，你实现the variadic max function template，然后你使用它：

template <typename ... Ts>
constexpr bool biggest_size_v = max(sizeof(Ts)...);

如果您要求在编译时自动获取所有派生类的列表。你不能。您仍然必须列出它们：

const int B::BIGGEST_TYPE_SIZE = biggest_size_v<D1, D2, D3>;

Answer 2

可以使用 std::max 在单独的代码块中执行此操作，如最后一行所示，但这是一些重复的代码和不优雅的代码，因为我将不得不不断修改该行类继承自 B。

我想要一个很好的可扩展解决方案。

不幸的是，我不知道自动知道所有派生类型的方法（我认为这不可能）所以我担心你需要“随着更多类继承B 形式而不断修改该行”。

在 LogicStuff 的回答中，您看到了一种简化该行的优雅方法，我还记得存在接收 std::initializer_list（constexpr 从 C++14 开始）的 std::max() 版本，因此您也可以编写（但是biggest_size_v 方式更好，恕我直言）

const int B::BIGGEST_TYPE_SIZE
   = std::max({sizeof(D1), sizeof(D2), sizeof(D3)});

避免多次std::max() 调用。

我想有点离题，但我建议您使用一种半自动的方式来检查编译时 B::BIGGEST_TYPE_SIZE 是否大于（或等于）所有派生类型的 sizeof()（所有实例化派生至少输入）。

如果您修改 B 添加带有 static_assert() 的构造函数（或启用 SFINAE，如果您愿意）

struct B 
 {
   static const int BIGGEST_TYPE_SIZE;

   template <std::size_t DerSize>
   B (std::integral_constant<std::size_t, DerSize>)
    { static_assert( DerSize <= BIGGEST_TYPE_SIZE, "!" ); }
 };

并添加一个模板 C 结构，该结构继承自 B

template <typename Der>
struct C : public B
 {
   C() : B{std::integral_constant<std::size_t, sizeof(Der)>{}}
    { }
 };

如果您将 Dx 类修改为通过 C<Dx> 继承 B（因此使用 CRTP）

struct D1 : public C<D1>
 { int i; };

struct D2 : public C<D2>
 { std::vector<int> vec; };

struct D3 : public C<D3>
 { std::string s; };

您在 B 构造函数中自动启用编译时检查。

因此，例如，如果您添加以下 D4 类

struct D4 : public C<D4>
 { int a[42]; };

忘记修改BIGGEST_TYPE_SIZE初始化在列表中添加sizeof(D4)，声明一个D4对象你得到一个编译错误

D4 d4; // compilation error

以下是完整的编译示例

#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>

struct B 
 {
   static const int BIGGEST_TYPE_SIZE;

   template <std::size_t DerSize>
   B (std::integral_constant<std::size_t, DerSize>)
    { static_assert( DerSize <= BIGGEST_TYPE_SIZE, "!" ); }
 };

template <typename Der>
struct C : public B
 {
   C() : B{std::integral_constant<std::size_t, sizeof(Der)>{}}
    { }
 };

struct D1 : public C<D1>
 { int i; };

struct D2 : public C<D2>
 { std::vector<int> vec; };

struct D3 : public C<D3>
 { std::string s; };

struct D4 : public C<D4>
 { int a[42]; };

const int B::BIGGEST_TYPE_SIZE
   = std::max({sizeof(D1), sizeof(D2), sizeof(D3)}); // <-- sizeof(D4) forgotten !!!

int main ()
 {
   D1 d1;
   D2 d2;
   D3 d3;
   // D4 d4;  compilation error
 }