C++(以某种方式)将结构限制为父 union 大小

Question

我正在尝试创建一个可变大小的颜色类 - 给定一个模板确定的值数组，我想为数组中的每个值创建命名别名，即:

template<int C = 3, typename T = unsigned char>
class Color {
public:
  union {
    T v[C];
    struct {
      T r, g, b, a;
    };
  };
};

但是，如果我尝试对 C=3 使用相同的类， union 要求大小为 4 个字节(“a”成员)。或者，使用 a 的数学表达的位域大小(名为 a 的结构，匿名 T 成员，大小在 C>3 时计算为 1)，编译器发出一个许可警告(不可抑制，根据 In gcc, how to mute the -fpermissive warning? )，这是不适合的更大规模的 API。

我将如何允许单个类处理不同数量的变量，同时保留每个变量的名称并且不实现递归包含宏魔术(尝试过，不应该)。提前致谢!

编辑:为了澄清问题，以下任何一个的答案都将解决这个问题:

• 抑制 GCC 的 -fpermissive 错误(#pragma diagnostic ignored 不适用于 permissive)
• 设置 union 或子结构的最大大小不超过 C 字节
• 对于未被 C 字节覆盖的成员，允许位域长度为 0(GCC 允许位域长度的数学表达式，例如 (C-3 > 0)?8:0; )
• 通过其他方式(即虚构的 static_if() )禁用未被 C 字节覆盖的成员

Answer 1

您可以针对 C 的不同情况对结构进行专门化:

template <int C = 3, typename T = unsigned char> union Color;

template <typename T>
union Color<3,T> {
  T v[3];
  struct {
    T r,g,b;
  };
};

template <typename T>
union Color<4,T> {
  T v[4];
  struct {
    T r,g,b,a;
  };
};

请注意，匿名结构是非标准的。

如果可以使用成员函数，我认为那将是一个更好的方法:

template <int C,typename T>
class Color {
  public:
    using Values = T[C];

    Values &v() { return v_; }

    const Values &v() const { return v_; }

    T& r() { return v_[0]; }
    T& g() { return v_[1]; }
    T& b() { return v_[2]; }

    template <int C2 = C,
      typename = typename std::enable_if<(C2>3)>::type>
    T& a()
    {
      return v_[3];
    }

    const T& r() const { return v_[0]; }
    const T& g() const { return v_[1]; }
    const T& b() const { return v_[2]; }

    template <int C2 = C,
      typename = typename std::enable_if<(C2>3)>::type>
    const T& a() const
    {
      return v_[3];
    }

  private:
    Values v_;
};

然后你可以像这样使用它:

int main()
{
  Color<3,int> c3;
  Color<4,int> c4;

  c3.v()[0] = 1;
  c3.v()[1] = 2;
  c3.v()[2] = 3;

  std::cout <<
    c3.r() << "," <<
    c3.g() <<"," <<
    c3.b() << "\n";

  c4.v()[0] = 1;
  c4.v()[1] = 2;
  c4.v()[2] = 3;
  c4.v()[3] = 4;

  std::cout <<
    c4.r() << "," <<
    c4.g() << "," <<
    c4.b() << "," <<
    c4.a() << "\n";
}