如何使用模板表示成員之間的約束？

Question

說我有一束構件的結構：

struct foo { 
    int len; 
    bar *stuff; 
}; 

作爲恰巧stuff將指向bar s表示是len長的陣列。我想編碼在stuff的類型。因此，像：

struct foo { 
    int len; 
    DependentLength<bar, &foo::len> stuff; 
}; 

然後我可以實現DependentLength表現得像一個指向柵陣列，但是，試圖尋找比foo::len更大的索引時斷言。然而，我不能實現DependentLength<&foo::len>::operator[]，因爲operator []只接受一個參數，即索引，並且它需要知道'foo'對象的位置以取消引用成員指針模板參數並執行斷言檢查。

但是，我碰巧知道DependentLength只會在這裏用作'foo'的成員。我真正想要做的是告訴DependentLength在哪裏找到相對於它自己的len ，而不是相對於foo指針。所以像DependentLength<(char*)&foo::stuff - (char*)&foo::len> stuff;，但這不是合法的C++。邪惡的語言可以使這項工作成功嗎？

Answer 1

因此，像DependentLength<(char*)&foo::stuff - (char*)&foo::len> stuff;

你問模板基於動態特性在運行時傳遞給他們......不會對模板工作進行計算，因爲它們必須被實例化其值允許編譯創建compile time的模板參數所要求的代碼。因此傳遞給模板的任何值都必須在編譯時解析，而不是運行時解析。您將不得不使用動態容器類型。例如，std::vector符合您的要求，如果您超出了底層容器的範圍，std::vector::at()函數將引發異常。不幸的是，這並不像static_assert那樣方便，但是再次使用static_assert對於這種情況是不可能的，因爲您需要運行時檢查邊界。此外，std::vector還包含operator[]的重載，迭代器，對其大小的查詢等。

Answer 2

您可以告訴模板要用作長度的成員的偏移量。

template<typename T, typename LEN_T, ptrdiff_t LEN_OFFSET> 
class DependentArray 
{ 
public: 
    T& operator[](LEN_T i_offset) 
    { 
    if (i_offset < 0) throw xxx; 
    if (i_offset > this->size()) throw xxx; 
    return this->m_pArr[i_offset]; 
    } // [] 
private: 
    LEN_T& size() 
    { 
    return *reinterpret_cast<LEN_T*>(reinterpret_cast<char*>(this) + LEN_OFFSET); 
    } //() 
private: 
    T* m_pArr; 
}; 

struct foo 
{ 
    int len; 
    DependentArray<bar, int, -sizeof(int)> stuff; 
}; 

編輯2：

思想另一溶液。使用一類有利於FOO只供應大小字段的偏移，並定義其方法foo被定義並且可以計算偏移後：

#define MEMBER_OFFSET(T,M) \ 
    (reinterpret_cast<char*>(&reinterpret_cast<T*>(0x10)->M) - \ 
    reinterpret_cast<char*>(reinterpret_cast<T*>(0x10))) 

template<typename T, typename LEN_T, typename SIZE_OFFSET_SUPPLIER> 
class FooDependentArray 
{ 
public: 
    T& operator[](LEN_T i_offset) 
    { 
    if (i_offset < 0) throw xxx; 
    if (i_offset > this->size()) throw xxx; 
    return this->m_pArr[i_offset]; 
    } // [] 
private: 
    LEN_T& size() 
    { 
    const ptrdiff_t len_offest = SIZE_OFFSET_SUPPLIER::getOffset(); 

    return *reinterpret_cast<LEN_T*>(reinterpret_cast<char*>(this) + len_offset); 
    } //() 
private: 
    T* m_pArr; 
}; 

struct FooSizeOffsetSupplier 
{ 
    static ptrdiff_t getOffset(); 
}; 

struct foo 
{ 
    int len; 
    DependentArray<bar, int, FooSizeOffsetSupplier> stuff; 
}; 

ptrdiff_t FooSizeOffsetSupplier::getOffset() 
{ 
    return MEMBER_OFFSET(Foo,m_len) - MEMBER_OFFSET(Foo,m_pArr); 
} //() 

這使得能夠從富添加和刪除構件。