可以使用“offsetof”来获取通过“decltype”获得的结构类型吗？

Question

offsetof能否与通过decltype获取的类型一起使用？这两种情况在C++11中是否有效？

struct S {
  int i;
  int j { offsetof(decltype(*this), i) };  // case 1
  S() : i(offsetof(decltype(*this), j)) {}; // case 2
} inst1;

int main() {
  struct {
    int i;
    int j { offsetof(decltype(*this), i) }; // case 3
  } inst2;
  return 0;
}

在苹果LLVM版本6.0（clang-600.0.57）（基于LLVM 3.5svn）下，它们都无法编译，并伴有以下错误：

error: offsetof requires struct, union, or class type, 
'decltype(*this)' (aka '<anonymous struct at ../qxjs3uu/main.cpp:4:4> &') invalid

看起来它也会导致MSVC 19.00.23106.0(x86)内部错误而崩溃：

Compiled with  /EHsc /nologo /W4 /c
main.cpp
main.cpp(3): error C2062: type 'S &' unexpected
[...]
main.cpp(4): fatal error C1903: unable to recover from previous error(s); stopping compilation
Internal Compiler Error in c:\tools_root\cl\bin\i386\cl.exe.  You will be prompted to send an error report to Microsoft later.

我有没有想到测试用例编写者没有想到的东西？

- Kuba hasn't forgotten Monica

Answer 1

指针解除引用的结果是一个lvalue（并且本身也是一个表达式），因此decltype(*this)为您提供类型S&：

§ 7.1.6.2 [dcl.type.simple]/p4：

“ decltype（e）”表示的类型定义如下：

- [...] - 否则，如果“ e”是左值，则“ decltype（e）”为“ T＆”，其中“ T”是“ e”的类型；

要将其用作offsetof的参数，您需要从decltype()限定符获得的类型中删除引用：

offsetof(std::remove_reference<decltype(*this)>::type, i)

DEMO

- Piotr Skotnicki

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太棒了，这正是我所需要的。我没有意识到 offsetof 是如此挑剔，一个简单的引用就能让它失去平衡 :) - Kuba hasn't forgotten Monica

@KubaOber 这不是 offsetof 的错；更多的是因为引用很奇怪。 - The Paramagnetic Croissant

仔细阅读这些错误消息可以发现它们都隐藏着 & 符号。但是，为了看到它，必须非常仔细地阅读以下错误信息： error: offsetof requires struct, union, or class type, 'decltype(*this)' (aka '<anonymous struct at ../qxjs3uu/main.cpp:4:4> &') invalid！ - Toby Speight

@TobySpeight，这还需要理解struct [...] type字面上意思是一个结构体而不是指向结构体的引用。这正是我之前不知道的。我已经在这个答案中将其应用于一些（不一定好的）用途。 - Kuba hasn't forgotten Monica

Answer 2

它们可以一起使用。以这个例子为例：

#include <iostream>
#include <string>
#include <stddef.h>

int main()
{
  struct S {
   int a;
   int b;
  };
  S instance;
  std::cout << "offset: " << offsetof(decltype(instance), b) << "\n";
  return 0;
}

哪个会打印偏移量：4

我认为您的问题源于使用decltype(* this)，根据C++11标准的5.1.1，我不确定它是否会按照您的期望执行。

- patros