为什么这些元组的大小不一样

Question

我对具有“洞”的元组感兴趣。这些孔是空结构。所有孔都将具有相同的类型，在此处称为“空”。

为了说明起见，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, Empty, DByte>) = 3

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

此演示还在Clang和GCC下打印这些类型的内存布局。

为什么以下布局中的所有元组大小不同:

0       1       2
|     DByte     |
| Empty | Empty |

?




Answer 1

为什么以下布局中的所有元组大小不同:

他们可能有，这只是一个优化失误。

你可能会在常规课程中看到同样的缺课：

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;
};

演示

请注意，msvc为您的不同元组演示提供了相同的大小。(总是4，所以没有空类优化)。

未指定元组的布局。所以这些都有可能。

Answer 2

为什么以下布局中的所有元组大小不同:

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）。它们使用一个顺序，该顺序取决于参数的顺序，但不依赖于这些参数的类型。

通常，标准要求所有子对象都有一个唯一的地址，并且标准布局类的子对象之间可能没有重叠。对于空基类有一个异常¹，它们不需要有一个唯一的地址，这个特殊的规则是一些std::元组实现利用的，以使空子对象不使用内存。但是只有当子对象的顺序正确时，异常才能应用。

¹C20添加了另一个例外，但标准库在C11中实现了std:：tuple，并且在不破坏ABI的情况下实际上无法更改它们的布局，因此这对于std:∶tuple的实现并不重要。如果不对子对象重新排序，C20特性也不会改善优化。