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我在使用 C++ 类型特征时遇到了一些奇怪的行为,并将我的问题缩小到这个古怪的小问题,我将给出大量解释,因为我不想留下任何误解。

假设你有一个这样的程序:

#include <iostream>
#include <cstdint>

template <typename T>
bool is_int64() { return false; }

template <>
bool is_int64<int64_t>() { return true; }

int main()
{
 std::cout << "int:\t" << is_int64<int>() << std::endl;
 std::cout << "int64_t:\t" << is_int64<int64_t>() << std::endl;
 std::cout << "long int:\t" << is_int64<long int>() << std::endl;
 std::cout << "long long int:\t" << is_int64<long long int>() << std::endl;

 return 0;
}

在使用 GCC(以及 32 位和 64 位 MSVC)的 32 位编译中,程序的输出将是:

int:           0
int64_t:       1
long int:      0
long long int: 1

但是,由 64 位 GCC 编译产生的程序将输出:

int:           0
int64_t:       1
long int:      1
long long int: 0

这很奇怪,因为long long int它是一个有符号的 64 位整数,并且就所有意图和目的而言,与long intandint64_t类型相同,因此在逻辑上,int64_t,long intlong long int将是等效类型 - 使用这些类型时生成的程序集是相同的。一看就stdint.h知道为什么:

# if __WORDSIZE == 64
typedef long int  int64_t;
# else
__extension__
typedef long long int  int64_t;
# endif

在 64 位编译中,int64_tis long int,而不是 a long long int(显然)。

这种情况的修复非常简单:

#if defined(__GNUC__) && (__WORDSIZE == 64)
template <>
bool is_int64<long long int>() { return true; }
#endif

但这是非常骇人听闻的,并且不能很好地扩展(物质的实际功能uint64_t,等)。 所以我的问题是:有没有办法告诉编译器 along long int也是 a int64_t,就像long intis 一样?


我最初的想法是,由于 C/C++ 类型定义的工作方式,这是不可能的。没有办法为编译器指定基本数据类型的类型等效性,因为这是编译器的工作(并且允许这样做可能会破坏很多事情)并且typedef只有一种方式。

我也不太关心在这里得到答案,因为这是一个超级骗局的边缘案例,我不怀疑当示例不是非常人为设计时有人会关心(这是否意味着这应该是社区维基?) .


附加:我使用部分模板专业化而不是更简单的示例的原因,例如:

void go(int64_t) { }

int main()
{
    long long int x = 2;
    go(x);
    return 0;
}

是说示例仍然可以编译,因为long long int它可以隐式转换为int64_t.


附加:到目前为止,唯一的答案假设我想知道类型是否为 64 位。我不想误导人们认为我关心这一点,并且可能应该提供更多关于这个问题在哪里表现出来的例子。

template <typename T>
struct some_type_trait : boost::false_type { };

template <>
struct some_type_trait<int64_t> : boost::true_type { };

在此示例中,some_type_trait<long int>将是 a boost::true_type,但some_type_trait<long long int>不会是。虽然这在 C++ 的类型概念中是有道理的,但它是不可取的。

另一个例子是使用一个限定符same_type(这在 C++0x 概念中很常见):

template <typename T>
void same_type(T, T) { }

void foo()
{
    long int x;
    long long int y;
    same_type(x, y);
}

该示例无法编译,因为 C++(正确)认为类型不同。g++ 将无法编译,并出现如下错误:没有匹配的函数调用same_type(long int&, long long int&)

我想强调一下,我理解为什么会发生这种情况,但我正在寻找一种不会强迫我到处重复代码的解决方法。

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3 回答 3

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您无需转到 64 位即可看到类似的内容。考虑int32_t常见的 32 位平台。它可能是typedef'ed asint或 as a long,但显然一次只有两者之一。int当然是不同的long类型。

不难看出,int == int32_t == long在 32 位系统上没有解决方法。出于同样的原因,没有办法long == int64_t == long long在 64 位系统上制作。

如果可以的话,对于重载的代码来说,可能的后果将是相当痛苦的foo(int)foo(long)而且foo(long long)——突然之间,对于同一个重载,它们会有两个定义?!

正确的解决方案是您的模板代码通常不应该依赖于精确的类型,而是依赖于该类型的属性。对于特定情况,整个same_type逻辑仍然可以:

long foo(long x);
std::tr1::disable_if(same_type(int64_t, long), int64_t)::type foo(int64_t);

即,foo(int64_t)重载.foo(long)

[编辑] 使用 C++11,我们现在有了一个标准的写法:

long foo(long x);
std::enable_if<!std::is_same<int64_t, long>::value, int64_t>::type foo(int64_t);

[编辑] 或 C++20

long foo(long x);
int64_t foo(int64_t) requires (!std::is_same_v<int64_t, long>);
于 2010-11-12T16:10:39.740 回答
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您想知道一个类型是否与 int64_t 类型相同,还是您想知道某个类型是否为 64 位?根据您提出的解决方案,我认为您是在询问后者。在这种情况下,我会做类似的事情

template<typename T>
bool is_64bits() { return sizeof(T) * CHAR_BIT == 64; } // or >= 64
于 2010-11-12T03:01:26.143 回答
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所以我的问题是:有没有办法告诉编译器 long long int 也是 int64_t,就像 long int 一样?

这是一个很好的问题或问题,但我怀疑答案是否定的。

此外, along int可能不是 a long long int


# if __WORDSIZE == 64
typedef long int  int64_t;
# else
__extension__
typedef long long int  int64_t;
# endif

我相信这是 libc。我怀疑你想更深入。

在使用 GCC(以及 32 位和 64 位 MSVC)的 32 位编译中,程序的输出将是:

int:           0
int64_t:       1
long int:      0
long long int: 1

32 位 Linux 使用 ILP32 数据模型。整数、长整数和指针都是 32 位的。64 位类型是long long.

Microsoft 在Data Type Ranges记录范围。说的long long相当于__int64

但是,由 64 位 GCC 编译产生的程序将输出:

int:           0
int64_t:       1
long int:      1
long long int: 0

64 位 Linux 使用LP64数据模型。Long 是 64 位和long long64 位的。与 32 位一样,Microsoft 将范围记录在Data Type Ranges中,而 long long 仍然是__int64.

有一个ILP64数据模型,其中一切都是 64 位的。您必须做一些额外的工作才能获得您的word32类型的定义。另请参阅64 位编程模型:为什么选择 LP64?


但这是非常骇人听闻的,并且不能很好地扩展(物质的实际功能,uint64_t 等)......

是的,它变得更好。GCC 混合和匹配应该采用 64 位类型的声明,因此即使您遵循特定的数据模型,它也很容易陷入困境。例如,以下会导致编译错误并告诉您使用-fpermissive

#if __LP64__
typedef unsigned long word64;
#else
typedef unsigned long long word64;
#endif

// intel definition of rdrand64_step (http://software.intel.com/en-us/node/523864)
// extern int _rdrand64_step(unsigned __int64 *random_val);

// Try it:
word64 val;
int res = rdrand64_step(&val);

结果是:

error: invalid conversion from `word64* {aka long unsigned int*}' to `long long unsigned int*'

因此,忽略LP64并将其更改为:

typedef unsigned long long word64;

LP64然后,浏览一个定义和使用 NEON的 64 位 ARM IoT 小工具:

error: invalid conversion from `word64* {aka long long unsigned int*}' to `uint64_t*'
于 2016-07-30T21:03:58.733 回答