Wie kann diese Struktur eine Größe von == 0 haben?

Es gibt einen alten Beitrag, der nach einem Konstrukt fragt, für das er zurückkehren sizeofwürde 0. Es gibt einige Highscore-Antworten von Benutzern mit hohem Ansehen, die besagen, dass standardmäßig kein Typ oder keine Variable eine Größe von 0 haben kann. Und ich stimme dem zu 100% zu.

Es gibt jedoch diese neue Antwort, die diese Lösung darstellt:

struct ZeroMemory {
    int *a[0];
};

Ich wollte gerade abstimmen und es kommentieren, aber die Zeit, die ich hier verbracht habe, hat mich gelehrt, selbst die Dinge zu überprüfen, bei denen ich mir zu 100% sicher bin. Also ... zu meiner Überraschung beide gccund clangzeigen die gleichen Ergebnisse : sizeof(ZeroMemory) == 0. Darüber hinaus ist die Größe einer Variablen 0:

ZeroMemory z{};
static_assert(sizeof(z) == 0); // Awkward...

Was ...?

Godbolt Link

Wie ist das möglich?

Bevor C standardisiert wurde, hätten viele Compiler keine Schwierigkeiten gehabt, mit Typen mit der Größe Null umzugehen, solange der Code nie versucht hätte, einen Zeiger auf einen Typ mit der Größe Null von einem anderen zu subtrahieren. Solche Typen waren nützlich, und ihre Unterstützung war einfacher und billiger als das Verbot. Andere Compiler haben sich jedoch entschlossen, solche Typen zu verbieten, und einige statische Assertionscodes haben sich möglicherweise auf die Tatsache gestützt, dass sie kreischen würden, wenn Code versuchen würde, ein Array mit der Größe Null zu erstellen. Die Autoren des Standards standen vor der Wahl:

1. Ermöglichen Sie Compilern, stillschweigend Array-Deklarationen mit der Größe Null zu akzeptieren, selbst wenn der Zweck solcher Deklarationen darin besteht, eine Diagnose auszulösen und die Kompilierung abzubrechen, und verlangen Sie, dass alle Compiler solche Deklarationen akzeptieren (wenn auch nicht unbedingt stillschweigend), um Objekte mit der Größe Null zu erzeugen .

2. Ermöglichen Sie Compilern, Array-Deklarationen mit der Größe Null stillschweigend zu akzeptieren, selbst wenn der Zweck solcher Deklarationen darin besteht, eine Diagnose- und Abbruchkompilierung auszulösen, und Compilern, die auf solche Deklarationen stoßen, die Kompilierung entweder abzubrechen oder nach Belieben fortzusetzen.

3. Erfordern, dass Implementierungen eine Diagnose ausgeben, wenn Code ein Array mit der Größe Null deklariert, aber dann Implementierungen erlauben, die Kompilierung entweder abzubrechen oder nach Belieben fortzusetzen (mit welcher Semantik sie dies für richtig halten).

Die Autoren des Standards entschieden sich für # 3. Folglich werden Array-Deklarationen mit der Größe Null von der Standard- "Erweiterung" berücksichtigt, obwohl solche Konstrukte weitgehend unterstützt wurden, bevor der Standard sie verbot.

Der C ++ - Standard erlaubt das Vorhandensein leerer Objekte. Um jedoch zu ermöglichen, dass die Adressen leerer Objekte als Token verwendet werden können, muss sie eine Mindestgröße von 1 haben. Für ein Objekt ohne Mitglieder muss eine Größe von 1 vorhanden sein 0 würde somit den Standard verletzen. Wenn ein Objekt jedoch Elemente mit der Größe Null enthält, stellt der C ++ - Standard keine Anforderungen an die Verarbeitung, außer dass ein Programm, das eine solche Deklaration enthält, eine Diagnose auslösen muss. Da der meiste Code, der solche Deklarationen verwendet, erwartet, dass die resultierenden Objekte eine Größe von Null haben, besteht das nützlichste Verhalten für Compiler, die solchen Code erhalten, darin, sie so zu behandeln.

Wie von Jarod42 hervorgehoben, handelt es sich bei Arrays mit der Größe Null nicht um Standard-C ++, sondern um GCC- und Clang-Erweiterungen.

Das Hinzufügen -pedanticerzeugt diese Warnung:

5 : <source>:5:12: warning: zero size arrays are an extension [-Wzero-length-array]
    int *a[0];
           ^

Ich vergesse immer, dass std=c++XX(statt std=gnu++XX) nicht alle Erweiterungen deaktiviert werden.

Dies erklärt das sizeofVerhalten immer noch nicht . Aber zumindest wissen wir, dass es nicht Standard ist ...

In C ++ ist ein Array mit der Größe Null unzulässig.

ISO / IEC 14882: 2003 8.3.4 / 1:

[..] Wenn der konstante Ausdruck (5.19) vorhanden ist, muss er ein integraler konstanter Ausdruck sein und sein Wert muss größer als Null sein . Der konstante Ausdruck gibt die Grenze (Anzahl der Elemente im Array) an. Wenn der Wert des konstanten Ausdrucks ist N, hat das Array NElemente, die mit nummeriert 0sind N-1, und der Typ des Bezeichners von Dist " abgeleitetes Deklarator-Typ-Listen- Array von NT". [..]

Für g ++ muss das -pedanticFlag eine Warnung für ein Array mit der Größe Null ausgeben.

Arrays mit der Länge Null sind eine Erweiterung von GCC und Clang. Das Anwenden sizeofauf Arrays mit der Länge Null wird mit Null bewertet .

Eine C ++ - Klasse (leer) kann keine Größe 0haben. Beachten Sie jedoch, dass die Klasse ZeroMemorynicht leer ist. Es hat ein benanntes Mitglied mit Größe 0und die Anwendung sizeofgibt Null zurück.