小缓冲器优化与对齐

Question

我正在围绕一个遗留API编写一个C++包装器。这个API为我提供了一个指针值来保存额外的数据，我想用它实现小的缓冲区优化。

我实现了一个is_small_pod元功能，它检查给定的类型是否符合void*。

template< typename Type >
struct is_small_pod
  : std::integral_constant<
        bool
      , std::is_pod< Type >::type::value
        && sizeof( Type ) <= sizeof( void* )
    >
{};

我是这样设定价值的：

// void*& param;
if( detail::is_small_pod< Type >() )
{
    *static_cast< Type* >( &param ) = value;
} else {
    param = new Type( value );
}

我是否正确地实现了这个优化？我相信，当值对齐与指针的对齐不兼容时，这将失败(可能是奇数角情况)。这种情况有可能发生吗，还是我想得太多了？我应该如何扩展我的元功能来检查兼容的对齐方式？

Answer 1

类型的对齐不可能大于该类型的大小。

3.11对齐basic.align是一个实现-defined整数值，表示可以分配给定对象的连续地址之间的字节数。 5.3.3 expr.sizeof的独立性 2-.N个元素数组的大小是元素大小的n倍。

因此，您的代码只有在alignof(void *) < sizeof(void *)时才能中断，而在大多数平台上并非如此。

为了安全起见，你可以写：

template< typename Type >
struct is_small_pod
  : std::integral_constant<
        bool
      , std::is_pod< Type >::type::value
        && sizeof( Type ) <= sizeof( void* )
        && alignof( Type ) <= alignof( void* )
    >
{};

Answer 2

作为一种一般的方法，你总是可以尝试测试你的理论。我想你会这样做：

template< class Type >
bool TestAlignmentSanity( Type value )
{
    // This function is only valid for small POD types
    if( !detail::is_small_pod< Type >() )
        return false;

    // Temporary space covering alignments spanning the size of a void*
    const int nBytes = sizeof(void*);
    char buffer[sizeof(Type) + nBytes - 1];

    // For each target alignment, test that a copy is successful.
    for( int i = 0; i < nBytes; i++ )
    {
       Type * target = static_cast< Type* >( &buffer[i] );

       // Sanity-check that the pointer was actually aligned as we requested
       if( (char*)target != &buffer[i] ) return false;

       // Copy and test that the result is as expected.  Assumes '==' operator
       // is defined...  Otherwise, implement with byte comparisons.
       *target = value;
       if( !(*target == value) ) return false;
    }

    return true;
}

在这里，我测试了数据类型可以复制到跨void*大小的任何对齐中。这只是一个想法。=)