在 std::array 上使用 std::extent答案

【问题标题】：Using std::extent on std::array在 std::array 上使用 std::extent
【发布时间】：2014-03-28 12:31:30
【问题描述】：

我有一个模板化函数，我想static_assert 它的类型大小为三。这段代码说明了我正在尝试做的事情，但不起作用：

template < typename T >
void foo( T& param )
{
    // This line is the one that I need to figure out how to write
    static_assert( 3 == std::extent< T >::value, "param must have a size of 3" );
}

int main( void )
{
    int cArray[3];
    std::array< int, 3 > stdArray;

    foo( cArray );
    foo( stdArray );
}

【问题讨论】：

尝试通过引用传递？我不认为 C 数组喜欢这样按值传递。
您应该解释它是如何“不起作用”的。你有错误吗？哪些？
我认为他/她在编译时得到“param must have a size of 3”。
谢谢 Neil Kirk 我确实错过了那里的&。并且 DrD 是正确的静态断言触发。

标签： c++ arrays templates static-assert

【解决方案1】：

std::extent 是为内置数组定义的。对于std::array，请改用std::tuple_size。我不知道两者都有什么特点，但写一个很容易：

template<typename T>
struct array_size : std::extent<T> { };

template<typename T, size_t N>
struct array_size<std::array<T,N> > : std::tuple_size<std::array<T,N> > { };

这是您的 foo，已更正/概括 (live example)：

template < typename T >
void foo( T&& param )
{
    using U = typename std::remove_cv<typename std::remove_reference<T>::type>::type;
    static_assert( 3 == array_size<U>::value, "param must have a size of 3" );
}

首选通用引用T&& param，否则只能使用左值。

【讨论】：

确实如此，但即便如此，他还是会继续遇到cArray这个内置数组的错误
@DrD 为什么会这样？它的大小在编译时是已知的，对吧？
@aschepler 你是对的，不是在更改 T& 参数之后。问题在于，正如 OP 定义的那样，foo 接收到数组的副本。在任何情况下，尽管 T& 错误仍然存在，因为 std::array 不被 std::extent 接受
@DrD 好吧，对于这种类型规范化，您需要使用std::remove_reference，后跟std::remove_cv。将这些嵌入到类型特征中并不是一个好主意。
foo(T param) 将接收指向数组第一个元素的指针，而不是数组的副本。并且 OP 已被编辑。

【解决方案2】：

这建立在iavr 的解决方案之上。

template < typename T >
void foo( T& param )
{
    static_assert( 3 == ( std::is_array< T >::value ? std::extent< T >::value : std::tuple_size< T >::value ), "param must have a size of 3" );
}

【讨论】：

改正自己的错误后，好像可以了！非常优雅的解决方案，恭喜！
不错。另一种选择可能是定义template<typename T> using array_size = std::integral_constant<size_t, std::is_array< T >::value ? std::extent< T >::value : std::tuple_size< T >::value>;。
@iavr 我在你的回答中也看到了using 关键字。你能解释一下这是在做什么吗？
@JonathanMee 参见type alias, alias template（C++11 起）。前者（如我的回答）只是typedef 的替代语法。后者（如我之前的评论）是typedef（大致）什么是普通类的类模板。如果您使用类型，这将非常方便。
@iavr 哇，好的，所以我可以使用static_assert( 3 = array_size< T >, "param must have a size of 3" ); 或者我什至可以在std::enable_if 中使用它吗？我相信我对类型别名的理解已经足够好了，但我仍在尝试找出std::integral_constant 和别名模板。无论如何，如果您想将其编辑到您的答案中，我很乐意接受。

【解决方案3】：

我想不出一种方法来编写一个同时处理两者的函数，但这就是重载的目的。

template <std::size_t N, typename T, std::size_t Bound>
void check_array_size( T (&)[Bound] )
{
    static_assert(Bound == N, "incorrect array size");
}

template <std::size_t N, typename T, std::size_t Bound>
void check_array_size( const std::array<T,Bound>& )
{
    static_assert(Bound == N, "incorrect array size");
}

template <std::size_t N>
void check_array_size( ... )
{
    static_assert(N<0, "argument is not an array");
}

template <typename T>
void foo(T& param)
{
    check_array_size<3>(param);
    // actual function implementation...
}

【讨论】：

【解决方案4】：

我怀疑您遇到此错误是因为在编译时（即评估 *static_assert* 时）cArray 和 stdArray 的维度是未知的，并且 std::extent 返回零：

http://en.cppreference.com/w/cpp/types/extent

实际上，如果将条件更改为等于零，错误就会消失：

static_assert( std::extent< T >::value == 0, "param is not zero" );

尽管如此，正如其他帖子中已经指出的那样，std::extent 不适用于 std::array，仅适用于内置数组，例如作为 cArray

在 OP 的编辑之后：现在您已修改 foo 以接受引用，您将拥有 std::extent 为 cArray 报告 3 和 0（零）对于 stdArray。因此，您将在编译时继续出现异常，因为 stdArray 的维度不是 3。

【讨论】：