c++ - 通过运行时索引访问派生类中基类的成员

Question

考虑以下代码

#include <array>
#include <iostream>

template <std::size_t> struct base {
    std::size_t value;
};

struct derived: base<0>, base<1> {
    using pointer_type = std::size_t derived::*;
    static constexpr std::array<pointer_type, 2> members{{
        &derived::base<0>::value, 
        &derived::base<1>::value
    }};
    constexpr std::size_t& operator[](std::size_t i) noexcept {
        return this->*(members[i]);
    }
    constexpr const std::size_t& operator[](std::size_t i) const noexcept {
        return this->*(members[i]);
    }
};

int main(int, char**) {
    derived x{42, 84};
    std::cout << sizeof(base<0>) + sizeof(base<1>) << " " << sizeof(derived);
    std::cout << std::endl;
    std::cout << x[0] << " " << x[1];
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

它创建了一个带有数据成员值的模板化结构base，以及一个继承自它的多个特化的结构derived。我想根据运行时提供的索引访问一个或另一个基类的 value。提供的代码似乎没有实现这一点，并且总是返回第一个 base 的 value。

我想实现它:

• 不改变base的代码
• 不改变 derived 从 base 继承的方式
• 不改变sizeof(derived)(技巧应该是constexpr/static)
• 仅使用已定义的行为(例如没有未定义的行为reinterpret_cast)
• 访问的复杂度应该是O(1)

换句话说，我不想改变的代码布局应该是:

#include <array>
#include <iostream>

template <std::size_t> struct base {
    std::size_t value;
};

struct derived: base<0>, base<1> {
    /*  things can be added here */
    constexpr std::size_t& operator[](std::size_t i) noexcept {
        /*  things can be added here */
    }
    constexpr const std::size_t& operator[](std::size_t i) const noexcept {
        /*  things can be added here */
    }
};

int main(int, char**) {
    derived x{42, 84};
    std::cout << sizeof(base<0>) + sizeof(base<1>) << " " << sizeof(derived);
    std::cout << std::endl;
    std::cout << x[0] << " " << x[1];
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

问题:为什么当前的技巧不起作用，有没有办法让它起作用？

编辑:似乎是 GCC 错误。我举报了here .与 clang 的比较 here .

额外问题(对语言律师):它是 GCC 错误，还是根据 C++17 标准未定义的行为？

Answer 1

这看起来像一个 GCC 错误。你的原码produces Clang 的预期输出。

我找到的 GCC 解决方法是将 members 变成静态成员函数:

static constexpr array_type members() noexcept {
    return {&base<0>::value, &base<1>::value};
}

constexpr std::size_t& operator[](std::size_t i) noexcept {
    return this->*members()[i];
}