Общий базовый класс разрывает пустую оптимизацию базового класса для кортежей

Question

gcc 4.7.1 делает пустую оптимизацию базового класса для кортежей, что я считаю очень полезной функцией. Тем не менее, по-видимому, неожиданное ограничение на это:

#include <tuple> 
#include <cstdint> 
#include <type_traits> 
class A { }; 
class B : public A { std::uint32_t v_; }; 
class C : public A { }; 
static_assert(sizeof(B) == 4,    "A has 32 bits."); 
static_assert(std::is_empty<C>::value,  "B is empty."); 
static_assert(sizeof(std::tuple<B, C>) == 4, "C should be 32 bits."); 

В этом случае, последнее утверждение не удается, так как кортеж, на самом деле больше, чем 4 байта. Есть ли способ избежать этого, не нарушая иерархию классов? Или мне нужно реализовать свою собственную парную реализацию, которая оптимизирует для этого случая каким-то другим способом?

Answer 1

Причина, по которой пустой объект должен занимать некоторое пространство, состоит в том, что два разных объекта должны иметь разные адреса. Исключением является то, что базовый подобъект производного типа может иметь тот же адрес, что и производный полный объект (если первый нестатический член производного типа не имеет тот же тип, что и базовый ^[*]. пустая оптимизация базы использует это, чтобы удалить дополнительное пространство, которое добавляется в пустую базу произвольно, чтобы гарантировать, что sizeof x!=0 для любого полного объекта.

в вашем случае, кортеж держит дваA подобъектов, один является база из C другой является базой B, но они разные и поэтому они должны иметь разные адреса. Ни один из этих двух объектов не является базовым подобъектом t он другой, поэтому они не могут иметь тот же адрес. Вам даже не нужно использовать std::tuple, чтобы увидеть этот эффект, просто создать другой тип:

struct D : B, C {}; 

Размер D будет строго больше, чем размер как B и C. Чтобы убедиться, что на самом деле есть два подобъекта A, вы можете попытаться перейти к указателю на A, и компилятор с удовольствием выспит некоторую ошибку неоднозначности в вашем направлении.

^[*] стандарт явно запрещает этот случай также, по той же причине:

struct A {}; 
struct B : A { A a; }; 

Опять же, в этом случае в каждом полном объекте типа B, есть два A объектов, и они должны иметь разные адреса.

Answer 2

Эта оптимизация может быть сложной задачей, так как вы можете легко увидеть свой эксперимент. Я считаю эту оптимизацию наиболее полезной, когда tuple является членом данных другого класса (особенно, если я ожидаю, что я помещаю этот класс в контейнер). Есть ли другие данные, которые вы можете связать в этом tuple, не подвергая этому факту? Например:

class D 
{ 
    std::tuple<B, int, C, int> data_; 
public: 
    B& get_B() {return std::get<0>(data_);} 
    C& get_C() {return std::get<2>(data_);} 
    int& get_size() {return std::get<1>(data_);} 
    int& get_age() {return std::get<3>(data_);} 
}; 

Для меня, и это отнюдь не гарантировано, std::tuple<B, int, C, int> всего 12 байт, и поэтому C становится оптимизированная прочь.