将结构体转换为uint8_t类型的constexpr数组

Question

我需要创建一个由constexpr结构体中的字节组成的constexpr数组。

#include <array>

template<typename T>
constexpr std::array<uint8_t, sizeof(T)> o2ba(const T o) {
    return {};
}

struct A {
    int a;
};

int main() {
    constexpr A x{ 1 };
    constexpr auto y = o2ba(x); // y == { 0x01, 0x00, 0x00, 0x00 } for little endian
    return 0;
}

我试图从联合体中提取它：

template<typename T>
union U {
    T o;
    std::array<uint8_t, sizeof(T)> d;
};

template<typename T>
constexpr std::array<uint8_t, sizeof(T)> o2ba(const T o) {
    return U<T>{o}.d;
}

但是在访问d而不是初始化的o成员时，它会在gcc和msvc编译器上失败。然而，当初始化非constexpr对象时，它可以正常工作，如下所示。

int main() {
    constexpr A x{ 1 };
    auto y = o2ba(x); // y == { 0x01, 0x00, 0x00, 0x00 } for little endian
    return 0;
}

但这不是我需要的。有没有办法做到这一点？

- omicronns

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我认为这是做不到的。你需要使用类似于你尝试过的联合体别名变量，或者将其重新解释为不同类型。这两种方法在constexpr上下文中都是不允许的。 - oisyn

不可能实现。应该可以为要序列化的每种类型编写自定义序列化函数。这样的自定义序列化函数可以尝试生成尽可能接近内存表示的数组。这样的函数无法移植，因此对于每个支持的平台，您都需要不同的函数。 - Григорий Шуренков

Answer 1

你想要的是不可能的。在你的代码中，你尝试在 constexpr 上下文中访问一个未初始化的成员，这是可以的。错误在于你随后尝试访问一个非活动成员，而根据[expr.const#2.8]，这是不允许的：

表达式 e 是核心常量表达式，除非按照抽象机器的规则对 e 进行评估将评估以下一项表达式之一：

...

• 应用于联合体或其子对象的非活动成员的 glvalue 的 lvalue-to-rvalue 转换；

现在的替代方案是通过旧的方式将对象序列化为字节，即通过 reinterpret_cast，即 reinterpret_cast<const uint8_t*>(&a)。同样的，在 constexpr 上下文中不允许使用 reinterpret_cast，参见2.15（同一章节）。我怀疑你不能这样做的原因是因为它是不可移植的。

- user6320840