如何在编译时获取数组大小？

Posted 2023-02-17

【中文标题】如何在编译时获取数组大小？

【英文标题】：How to get an array size at compile time?

【发布时间】：2018-03-23 16:11:36

【问题描述】：

在定义 C 样式数组或 C++11 数组时，通常需要获取一个编译时常量来表示此类数组的大小。在 C 中，使用宏来做这样的事情而不依赖于可变长度数组（因为它在 C99 中不是标准的）：

#define ARRAY_SIZE 1024
int some_array[ARRAY_SIZE];

或

#define countof(ARRAY) (sizeof(ARRAY)/sizeof(ARRAY[0]))

在 C++ 中，是否可以定义更惯用的东西？

【问题讨论】：

为什么不直接使用std::array<int, ARRAY_SIZE>？ std::array::size 已经是 constexpr

@CoryKramer 它不适用于 C 样式数组，仅此而已。见下文如何定义一个constexpr countof，它接受 C 风格的数组、C++11 数组和元组。

你可以迁移到std::vector:std::vector<int> some_array(ARRAY_SIZE);。然后使用some_array.size()。

@ThomasMatthews std::vector 是 std::vector，std::array 和 C 风格的数组是别的东西。

std::vector 的一个优点是您不需要将容量传递给函数。使用数组，您将传递数组的起始地址和容量。是的，我知道其中的区别。

【参考方案1】：

使用 C++ 的 constexpr，可以找到数组的编译时常量大小：

template<std::size_t N, class T>
constexpr std::size_t countof(T(&)[N])  return N; 

并按如下方式使用：

int some_array[1024];
static_assert(countof(some_array) == 1024, "wrong size");

struct  another_array[1];
static_assert(countof(another_array) == 1, "wrong size");

请参阅full program demo on coliru。

如果有人喜欢交替使用std::array 和C 风格的数组，可以使用SFINAE 添加countof 的定义，采用std::arrays 和std::tuples：

template<class Array, std::size_t N = std::tuple_size<Array>::value>
constexpr std::size_t countof(Array&)  return N; 

请参阅enriched program demo on coliru。

【参考方案2】：

如果您的标准库与 C++17 兼容，只需使用 std::size(xyz)。

如果您的标准库尚未提供该功能，您可以轻松实现自己，the constexpr-specifier is C++11。

【讨论】：

很有趣，std::size 现在是constexpr。这对现代 C++ 中经典 sizeof 运算符的使用有何影响？什么时候选择一个而不是另一个？

【参考方案3】：

如果您不想引入自己的函数并且只使用 STL 来实现，那么可以使用 std::distance 检索大小：

#include <utility>
auto size = std::distance(std::begin(some_array), std::end(some_array));

自 C++17 起为constexpr

【讨论】：

这里是初学者，看来你不需要c++17，直接做constexpr size_t size = std::end(some_array) - std::begin(some_array);

你好@MarkusvonBroady，你的 C++14 解决方法很棒。如果你有 C++17，使用 std::distance 而不是运算符 - 会更好，因为它适用于更多的容器（例如 std::list）。作为更通用的解决方案，我建议using std::begin, std::end 并调用begin(some_array) 和end(some_array)。这将允许某人将它与用户定义的容器一起使用。