为什么所有这些元组的大小不一样

如何解决为什么所有这些元组的大小不一样

我对有“洞”的元组感兴趣。这些孔是一个空结构。所有孔都具有相同的类型，此处称为 Empty。

为了说明目的，让

struct DByte {
    std::array<std::byte,2> data;
};

struct Empty {
};

。正如我所料，

sizeof(std::tuple<DByte,Empty,Empty>) = 2

。然而，

sizeof(std::tuple<Empty,DByte,Empty>) = 3
sizeof(std::tuple<Empty,DByte>) = 3

我不明白为什么最后两种类型的大小不是 2（在带有 sizeof(std::byte) == 1 && alignof(std::byte) == 1 的平台上）。

This demonstration 还会打印这些类型在 Clang 和 GCC 下的内存布局。

为什么所有这些元组的大小与以下布局不同：

0       1       2
|     DByte     |
| Empty | Empty |

？

解决方法

为什么所有这些元组的大小与以下布局不同：

因为 std::tuple 的实现不会根据所包含对象的类型对其子对象重新排序（尽管它们不需要这样做）。它们使用一种取决于参数顺序的顺序，但不取决于这些参数的类型。

正常情况下，标准要求所有的子对象都有一个唯一的地址，一个标准布局类的子对象之间不能有重叠。对于空基类有一个例外¹，它不需要具有唯一的地址，并且该特殊规则是某些 std::tuple 实现利用使空子对象使用 no记忆。但只有当子对象的顺序正确才能应用异常时，它才有效。

¹ C++20 增加了另一个例外，但标准库在 C++11 中实现了 std::tuple，并且在不破坏 ABI 的情况下实际上不能改变它们的布局，所以这对std::tuple 的实现。如果不重新排序子对象，C++20 特性也不会改进优化。

,

为什么所有这些元组的大小与以下布局不同：

他们可能有，这只是优化失误。

您可能会在常规课程中看到同样的错过：

struct A
{
    [[no_unique_address]]DByte m;
    [[no_unique_address]]Empty e1;
    [[no_unique_address]]Empty e2;
};

struct B
{
    [[no_unique_address]]Empty e1;
    [[no_unique_address]]DByte m;
    [[no_unique_address]]Empty e2;
};

struct C
{
    [[no_unique_address]]Empty e1;
    [[no_unique_address]]Empty e2;
    [[no_unique_address]]DByte m;
};

Demo

请注意，msvc 为不同的元组 Demo 提供相同的大小。 （总是 4，所以没有空类优化）。

未指定元组的布局。所以所有这些都是可能的。