背景

對于嵌入式專案，我想要一個帶有結構串列的類。這個串列在編譯時是已知的，所以我不應該為此求助于動態記憶體分配。

但是，如何制作一個封裝此陣列的結構/類，而不必將其大小用作模板引數？

模板

我的第一個想法就是這樣做：

struct Point {
    const uint16_t a;
    const double b;
};

template<size_t n>
struct Profile {
    Array<Point, n> points;

    Profile(const Array<Point, n> &points) : points(points) {}
};

這里，Profile是存盤/封裝點陣列（2 成員結構）的類。n，陣列的大小，是一個模板引數。

我正在使用Array 的這個實作，類似于std::array，順便說一句，因為我無法訪問這個嵌入式平臺上的 STL。

但是，不，我有另一個使用它的類Profile，現在也必須模板化，因為Profile模板化了陣列的大小：

template<size_t n>
class Runner {
private:
    const Profile<n> profile;
public:
    Runner(const Profile<n> &profile) : profile(profile) {};

    void foo() {
        for(auto point : profile.points) {
            // do something
        }
    }
};

可以看出，這個Runner類對 a 進行操作Profile并對其進行迭代。必須模板Runner本身并不是什么大問題，但這Runner反過來又被我專案中的另一個類使用，因為這個其他類呼叫Runner::foo(). 現在我也必須為該類模板！以及使用該類的類等。

這已經失控了！最初只使用一個模板引數來指定大小，現在在我的整個應用程式中傳播。因此，我認為這不是一個好的解決方案。

問題

有沒有辦法在Profileor 中“隱藏”陣列的大小Runner？Runner 只需要對其進行迭代，因此大小原則上應該只影響它的實作，而不影響它的公共介面。不過，我該怎么做呢？

另外，我是否可以完全避免手動指定n，只需將陣列傳遞給Profile' 的建構式并讓編譯器計算出它有多大？當然是在編譯時。我覺得這應該是可能的（考慮到這個陣列在編譯時是已知的），但我不知道具體如何。

其他方法

宏

我可以寫一個宏

#define n 12

并將其包含Profile.h在我實體化 a 的地方和地方Profile。不過，這感覺很臟，我想避免使用宏。

向量

I could avoid this fuss by just using a std::vector (or equivalent) instead, but that is allocated at run-time on the heap, which I would like to avoid here since it shouldn't be necessary.

uj5u.com熱心網友回復：

有沒有辦法在 Profile 或 Runner 中“隱藏”陣列的大小？

是的。解決方案是間接的。您可以指向它，而不是直接存盤物件。你不需要知道你指向的東西的大小。

一個方便的解決方案是指向動態存盤（例如std::vector），因為它允許您將動態大小的物件的生命周期“系結”到成員。這通常不是必需的，您可以改用自動存盤。但是，在這種情況下，您無法系結指向物件的生命周期，并且您必須非常小心，在停止使用它之前不要讓指向物件被破壞。

間接可以在您喜歡的任何級別上完成。如果您在最低級別執行此操作，則只需將陣列存盤在Profile. 事實上，如果該組態檔所做的只是包含一個陣列，那么您就不需要一個類。使用泛型span：

struct Runner {
    span<const Point> profile;
    void foo() {
        for(auto point : profile) {
            // do something
        }
    }
};

Point points[] {
    // ... number of points doesn't matter
};
Runner runner {
    .profile = points,
};

通過span，我的意思是類似的東西std::span。如果您不能使用標準庫，請使用其他實作。它基本上只是一個指標和大小，帶有方便的模板建構式。

澄清一下，你可以選擇任何兩個，但你不能同時擁有這三個：

1. 系結到類的陣列的生命周期（安全）
2. 沒有編譯時常量大小
3. 沒有動態存盤

• 1,2（無 3）= std::vector, RAII
• 1,3 (no 2) = std::array, 模板, 無間接
• 2,3 (no 1) = std::span, 注意生命周期

uj5u.com熱心網友回復：

我將擴展此評論：

這個想法是 Runner 接受 Profiles，不管它們的大小。Runner 需要對其進行迭代，但除此之外，它的行為始終相同。使用 Runner 并呼叫 Runner::foo() 的類不需要知道大小。模板化 Runner 的問題是使用 Runner 的類也需要模板化，使用它的類等等。

只有當類直接使用模板時，這才是一個問題Runner。它具有比實際需要更多的依賴項。如果它不需要知道陣列的大小，那么它不應該知道陣列的大小。如果運行時多型是一個選項，您可以添加一個允許訪問陣列元素的基類，但不需要知道有關陣列大小的任何資訊。以下只是一個草圖：

#include <iostream>

struct RunnerInterface {
    virtual int* begin() = 0;
    virtual int* end() = 0;
    virtual ~RunnerInterface(){}
};

template <unsigned size>
struct Runner : RunnerInterface {
    int data[size];
    int* begin() override { return data; }
    int* end() override { return data size; } // pointer one past the end if fine (it won't get dereferenced)
};

void foo(RunnerInterface& ri) {
    for (auto it = ri.begin(); it != ri.end();   it){
        *it = 42;
    }
}

void bar(RunnerInterface& ri){
    for (auto it = ri.begin(); it != ri.end();   it){
        std::cout << *it;
    }
}

int main() {
    Runner<42> r;
    foo(r);
    bar(r);
}

現在，如果一個類需要一個Runner成員，它們存盤 astd::unique_ptr<RunnerInterface>并且僅在構造時您需要決定陣列的大小（盡管您仍然需要在某處決定大小）。

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