这个数组大小宏/函数模板如何工作？

Question

我在文章 PVS-Studio vs Chromium

中看到了这个片段

template <typename T, size_t N>  
char (&ArraySizeHelper(T (&array)[N]))[N];  
#define arraysize(array) (sizeof(ArraySizeHelper(array))) 

我见过其他模板可以做同样的事情，比如 使用模板获取数组的大小和结束地址。

我理解这些，但我一直在这方面遇到困难。

Answer 1

函数模板名为

ArraySizeHelper

，该函数接受一个参数、对

T [N]

的引用，并返回对

char [N]

的引用。

宏将您的对象（假设它是

X obj[M]

）作为参数传递。编译器推断出

T == X

和

N == M

。所以它声明了一个返回类型为

char (&)[M]

的函数。然后宏用

sizeof

包装这个返回值，所以它实际上是在做

sizeof(char [M])

，即

M

。

如果给它一个非数组类型（例如

T *

），那么模板参数推断将会失败。

正如@Alf 在下面指出的那样，这种混合模板宏系统相对于替代的仅模板方法的优势在于，它为您提供了一个编译时常量。

Answer 2

这不是最好的方法，但既然你问：模板函数

ArraySizeHelper

的返回类型是

char[N]

，其中函数的参数是一个（引用）大小的数组N 类型为

T

。模板参数推导使用匹配的数字 N 实例化该模板，因此

sizeof(char[N])

就是 N，这就是您得到的。

更好的版本可以写如下。 （

constexpr

需要 C++11；如果省略它，这将不是常量表达式。）

template <typename T, size_t N> constexpr size_t array_size(const T (&)[N]) { return N; }

用途：

int x[20];
array_size(x); // == 20

---

更新： 如果您使用 C++11，这里是另一个提供 constexpr 的解决方案，感谢 decltype：

#include <type_traits>

template <typename T> struct array_traits;
template <typename T, unsigned int N> struct array_traits<T[N]>
{
   static const unsigned int size = N;
   typedef std::decay<T>::type type;
};

// Usage:
int x[20];
array_traits<decltype(x)>::size; // == 20

如果您使用的是 C++17，还可以使用

std::size

来获取数组的大小。

Answer 3

MSDN 上的这篇博客准确地描述了它的工作原理。非常有趣的故事。看看吧。