持有数组内存布局的类数组

Question

如果我们有一个包含数组的类，我们称它为向量并将值保存在一个名为 data 的简单数组中：

class vector
{
public:
   double data[3];
   <...etc..>
};

注意：称为vector是为了解释清楚，不是std::vector！！！

所以我的问题是，如果我只在类内的这个数组附近存储 typedefs 和一些 constrexpr，如果类在内存中只有 3 个双精度数，我是否正确？ 然后，如果我创建一个向量数组，例如：

vector vl[3];

注意：数组的大小在编译时并不总是已知的，示例中不要使用 3。

那么在记忆中它只会是9个双打，对吧？ 所以 vl[0].data[3] 总是会返回第二个向量的第一个元素？而在这种情况下，是否保证结果总是像内存中的一个简单数组？

我发现只有数组数组的情况，但没有包含数组的类数组，我不确定最后是否完全相同。我做了一些测试，似乎它像我预期的那样工作，但我不知道它是否总是正确的.. 谢谢！

Answer 1

你的第一个例子是对的：类布局就像一个 C 结构。第一个成员驻留在结构本身的地址，如果是数组，则数组的所有成员都是相邻的。

但是，

Between 结构成员可能是填充；所以不能保证结构的大小是所有成员大小的总和。我必须深入研究标准，但我认为这包括最后的填充。 This answer 确认； assert(sizeof(vector) == 3*sizeof(double)) 可能不成立。实际上，我假设一个实现可以填充一个包含三个 chars 的结构，以便该结构在数组中的字边界处对齐，但不是三个双精度数，这通常是具有最强对齐要求的类型。但是实现、架构和编译器选项之间并不能保证：假设我们切换到 128 位 CPU。

关于您的第二个示例：上述内容递归适用，因此标准不保证 9 个双打是相邻的。另一方面，我敢打赌它们会是，并且程序可以使用一个简单的编译时 static_assert 来断言它。

Answer 2

大多数情况下，是的。

标准不保证data 之后在vector 的表示中永远不会有任何内容，但我所知道的所有实现都不会添加任何填充在这种情况下.

承诺的是vector的表示中data之前没有填充，因为它是StandardLayout类型。