模板内的 C++ 编译时偏移量

Question

我有需要使用offsetof来自 template带有成员选择器。我想出了一个办法，如果你能原谅笨拙的语法:

template <typename T,
          typename R,
          R T::*M
         >
constexpr std::size_t offset_of()
{
    return reinterpret_cast<std::size_t>(&(((T*)0)->*M));
};

使用并不完美(充其量是烦人):

struct S
{
    int x;
    int y;
};

static_assert(offset_of<S, int, &S::x>() == 0, "");
static_assert(offset_of<S, int, &S::y>() == sizeof(int), "");

非-constexpr表格更容易使用:

template <typename T, typename R>
std::size_t offset_of(R T::*M)
{
    return reinterpret_cast<std::size_t>(&(((T*)0)->*M));
};

明显的缺点是它不是在编译时完成的(但更容易使用):

int main()
{
    std::cout << offset_of(&S::x) << std::endl;
    std::cout << offset_of(&S::y) << std::endl;
}

我正在寻找的是语法 like 非 constexpr种类繁多，但仍然是完全编译时的；但是，我想不出它的语法。我也会很高兴 offset_of<&S::x>::value (就像其他类型特征一样)，但无法弄清楚它的语法魔法。

Answer 1

以下应该可以工作(致谢 the answer to this question 的想法):

#include <cstddef>

template <typename T, typename M> M get_member_type(M T::*);
template <typename T, typename M> T get_class_type(M T::*);

template <typename T,
          typename R,
          R T::*M
         >
constexpr std::size_t offset_of()
{
    return reinterpret_cast<std::size_t>(&(((T*)0)->*M));
}

#define OFFSET_OF(m) offset_of<decltype(get_class_type(m)), \
                     decltype(get_member_type(m)), m>()

struct S
{
    int x;
    int y;
};

static_assert(OFFSET_OF(&S::x) == 0, "");

请注意，在 gcc 中，offsetof 宏扩展为可在编译时使用的内置扩展(见下文)。此外，您的代码调用 UB，它取消引用空指针，因此即使它可能在实践中工作，也不能保证。

#define offsetof(TYPE, MEMBER) __builtin_offsetof (TYPE, MEMBER)

正如 Luc Danton 所指出的，根据 C++11 标准，常量表达式不能涉及 reinterpret_cast，尽管目前 gcc 接受该代码(参见 bug report here)。另外，我发现 defect report 1384哪个谈到让规则不那么严格，所以这可能会在未来改变。