C++ 具有数据成员语法的零成本属性

我（重新？）发明了这种使用数据成员语法实现零成本属性的方法。我的意思是用户可以写：

some_struct.some_member = var;
var = some_struct.some_member;

这些成员访问重定向到成员函数，开销为零

虽然最初的测试表明该方法在实践中确实有效，但我远不能确定它是否没有未定义的行为。下面是说明该方法的简化代码：

template <class Owner, class Type, Type& (Owner::*accessor)()>
struct property {
    operator Type&() {
        Owner* optr = reinterpret_cast<Owner*>(this);
        return (optr->*accessor)();
    }
    Type& operator= (const Type& t) {
        Owner* optr = reinterpret_cast<Owner*>(this);
        return (optr->*accessor)() = t;
    }
};

union Point
{
    int& get_x() { return xy[0]; }
    int& get_y() { return xy[1]; }
    std::array<int, 2> xy;
    property<Point, int, &Point::get_x> x;
    property<Point, int, &Point::get_y> y;
};

模板
结构属性{
运算符类型&（）{
所有者*optr=重新解释铸件（本）；
返回（optr->*访问器）（）；
}
类型和运算符=（常量类型和t）{
所有者*optr=重新解释铸件（本）；
返回（optr->*访问器）（）=t；
}
};
联合点
{
int&get_x（）{return xy[0]；}
int&get_y（）{return xy[1]；}
std：：数组xy；
财产x；
财产y；
};

测试驱动程序证明了该方法是可行的，并且确实是零成本的（属性不占用额外内存）：

intmain（）
{
m点；
m、 x=42；
m、 y=-1；
std：：coutTL；DR这是UB


类似地，在对象的生存期开始之前，但在分配对象将占用的存储之后，或者在对象的生存期结束之后，在重用或释放对象占用的存储之前，可以使用引用原始对象的任何glvalue，但只能以有限的方式使用。对于对象er构造或销毁，请参见[class.cdtor]。否则，此类glvalue引用已分配的存储，并且使用不依赖于其值的glvalue属性是定义良好的。如果：[……]，则程序具有未定义的行为


glvalue用于调用对象的非静态成员函数，或

到目前为止，工会的非活跃成员不在其生命周期内


一种可能的解决方法是使用C++20

结构点
{
int&get_x（）{return xy[0]；}
int&get_y（）{return xy[1]；}
[[无唯一地址]]财产x；
[[无唯一地址]]财产y；
std：：数组xy；
};
静态断言（偏移量（点，x）==0和偏移量（点，y）==0）；
以下是：

在具有结构类型为
T1
的活动成员的标准布局联合中，允许读取另一个结构类型为
T2
的联合成员的非静态数据成员
m
，前提是m是T1和T2的公共初始序列的一部分；其行为就好像指定了T1的对应成员一样

您的代码不合格。为什么？因为您没有从“另一个工会成员”读取。您正在执行
m.x=42；
。这不是读取；这是调用另一个工会成员的成员函数

因此，它不符合通用初始顺序规则。如果没有通用初始顺序规则来保护您，访问联盟的非活动成员就是UB。
我认为没有UB，至少在c++11及更高版本中没有。不过，我不会指出联盟，而只是放置数据成员并将相应的属性转换为点内的匿名联合。然后在属性中使用reinterpret_cast转换到数据成员（而不是类点）。这样，您可以从点继承，并且该方法可能会更好地扩展，因为您（或子类）可以在类中放置多个匿名联合。@AndreasH。我正按照您在实际代码中的建议进行操作，但这会使事情变得更复杂。为了表示的目的，我对其进行了简化。指针互易性是否意味着对象处于活动状态，以更改指向它的指针值？或者这只是
std:：launder
？我能想到的唯一UB可能性是[class.mfct.non static]/2。当调用对象的成员函数时，该对象处于非活动状态。@LanguageLawyer“union对象及其非静态数据成员是指针可相互转换的”对我来说已经足够了。如果你认为这句话不能真正保证所有成员的可转换性，而不是只保证活动成员的可转换性，那么欢迎你提交一份缺陷报告。哦，所以检查非活动对象成员的权限不扩展到成员功能。这很不幸，对我来说似乎是一个缺陷。@n.m.我也很惊讶，没想到[基本生活]将彻底禁止这种用法。特别是因为通过空指针调用可以说是定义良好的。@n.m:因为它没有意义。允许您访问
x.y
，因为编译器可以清楚地看到您正在访问一个特定的成员变量。您的操作的范围是有界的，所有人都清楚sta是什么最重要的是，调用成员函数可以做任何事情（正如这个例子所证明的，在这个例子中，您可以接触到其他对象以获取引用）。该操作的范围是无限的。我个人认为，允许它是对对象模型的嘲弄。@n.m.：
no\u unique\u address
解决方案中令人恼火的部分是，您自然希望在保留“属性”的同时将实际成员私有化公共，但这样做会破坏标准布局。如果您破坏标准布局，则类型的布局更有可能受到
无唯一地址
成员的干扰（更不用说破坏
偏移量
。这就是为什么我认为“属性”应该是一个有实际行为的关键词，而不仅仅是一个建议。@n.m.：“如果我调用一个成员函数，那是因为我希望它执行某个动作，而不是因为我想做某种深刻的哲学陈述。”但如果你作为成员编写函数，你就是在做一个“深刻的哲学陈述”关于函数和它所属对象之间的关系。你个人不关心“哲学陈述”并不意味着它不存在。这就是为什么统一函数调用语法不存在的部分原因
int main()
{
    Point m;
    m.x = 42;
    m.y = -1;

    std::cout << m.xy[0] << " " << m.xy[1] << "\n";
    std::cout << sizeof(m) << " " << sizeof(m.x) << "\n";
}

struct Point
{
    int& get_x() { return xy[0]; }
    int& get_y() { return xy[1]; }
    [[no_unique_address]] property<Point, int, &Point::get_x> x;
    [[no_unique_address]] property<Point, int, &Point::get_y> y;
    std::array<int, 2> xy;
};

static_assert(offsetof(Point, x) == 0 && offsetof(Point, y) == 0);