模板类问题中的静态分配器（“sizeof”对不完整类型的无效应用）答案

【问题标题】：Static allocator in a templated class issue (invalid application of 'sizeof' to incomplete type)模板类问题中的静态分配器（“sizeof”对不完整类型的无效应用）
【发布时间】：2016-04-05 09:21:39
【问题描述】：

我已经编辑了原始问题。

我尝试在模板类中使用自行实现的静态分配器，但出现此错误：

error: invalid application of 'sizeof' to incomplete type

我试图最小化代码但仍然保留错误，这就是我得到的：

template<typename T>
struct allocator_t {
  unsigned char blk[sizeof(T)];
};

template<typename t_value_t, int t_max_nodes>
class foo_c {
private:
  typedef allocator_t<foo_c> bar_allocator_t;
  static bar_allocator_t m_allocator;
};

template<typename t_value_t, int t_max_nodes>
typename foo_c<t_value_t, t_max_nodes>::bar_allocator_t
  foo_c<t_value_t, t_max_nodes>::bar_t::m_allocator;

struct some_t {
  explicit some_t(void) {}
};

void func(void) {
  foo_c<some_t, 10> a;
}

完整的错误堆栈如下：

template_static_example.cc: In instantiation of 'allocator_t<foo_c<some_t, 10> >':
template_static_example.cc:21:2: instantiated from 'foo_c<some_t, 10>'
template_static_example.cc:30:21: instantiated from here
template_static_example.cc:3:30: error: invalid application of 'sizeof' to incomplete type 'foo_c<some_t, 10>'

我有其他模块基本上使用相同的技术，一切都很棒。

这些模块和我正在尝试制作的新模块之间的区别在于，新模块是模板化的，实际上，上面的代码（减去模板）编译时没有错误：

template<typename T>
struct allocator_t {
  unsigned char blk[sizeof(T)];
};

class foo_c {
private:
  typedef allocator_t<foo_c> bar_allocator_t;
  static bar_allocator_t m_allocator;
};

foo_c::bar_allocator_t foo_c::m_allocator;

struct some_t {
  explicit some_t(void) {}
};

void func(void) {
  foo_c a;
}

我可以提供的另一个输入是，当我使用clang 编译时，两者都编译没有错误。 g++ 但是，只接受非模板版本。

【问题讨论】：

您的示例可以最小化为struct foo { int bar[sizeof(foo)]; };，您试图在其定义结束之前获得bar_t 的大小。
@user657267 谢谢，我明白这一点，但请查看更新后的问题并尝试解释为什么没有模板这是有效的。
@AndyThomas：你仍然有同样的问题。将其视为循环依赖； allocator_t 需要foo_c 的完整定义来扩展其模板，foo_c 需要allocator_t 的完整定义来扩展其模板。
@AndyG 那么没有模板它是如何工作的呢？
@AndyThomas：你可以用不完整的类型做一些事情。不幸的是，试图获得它们的大小并不是其中之一。请向我展示一个在没有模板的情况下使用相同技术的示例，我将向您展示您已对其进行了更改，以使类型不再不完整。

标签： c++ templates static initialization

【解决方案1】：

我相信foo_c 的核心是不完整的，因为它的大小取决于allocator_t 的大小，但allocator_t 取决于foo_c 的大小。

如果我们改为给 foo_c 一个指向 allocator_t<foo_c> 的指针，那么事情就可以工作，因为这是我们可以对不完整类型做的少数事情之一。

template<typename t_value_t, int t_max_nodes>
class foo_c {
private:
  typedef allocator_t<foo_c> bar_allocator_t;
  static std::unique_ptr<bar_allocator_t> m_allocator;
};

template<typename t_value_t, int t_max_nodes>
std::unique_ptr<typename foo_c<t_value_t, t_max_nodes>::bar_allocator_t>
  foo_c<t_value_t, t_max_nodes>::m_allocator;

Live Demo

看起来 GCC 和 Clang will compile your code 原样，只要您转发声明 allocator_t，然后稍后放置其定义，但我不确定这是定义的行为。

【讨论】：

【解决方案2】：

您的问题是您的bar_allocator_t 在bar_t 中声明。分配器在编译期间试图获取bar_t 的大小：

unsigned char blk[sizeof(T)];

但它还没有完成结构的定义，所以它不知道大小是多少：

struct bar_t {
  explicit bar_t(void) {};
  ~bar_t(void);

private:
  typedef allocator_t<bar_t> bar_allocator_t;
  static bar_allocator_t m_allocator; // We don't know the size of `bar_t` here
};

我不确定哪种解决方案适合您，但您可能需要将分配器移到结构之外，或者您可以使用动态内存：

template<typename t_value_t, int t_max_nodes>
class foo_c {
   private:
   struct bar_t {
   explicit bar_t(void) {};    
    ~bar_t(void);

  private:
    typedef allocator_t<bar_t> bar_allocator_t;
    static bar_allocator_t * m_allocator;
  };

  bar_t m_root;
};

template<typename t_value_t, int t_max_nodes>
typename foo_c<t_value_t, t_max_nodes>::bar_t::bar_allocator_t *
foo_c<t_value_t, t_max_nodes>::bar_t::m_allocator = 
new typename foo_c<t_value_t, t_max_nodes>::bar_t::bar_allocator_t;

【讨论】：