Поле фиктивных данных в классе C++ [закрыто]

Содержание

Вопрос или проблема
Ответ или решение
Использование "пустых" полей данных в классе C++
Зачем это нужно?
Возможные решения
Заключение

Вопрос или проблема

Существует ли способ в C++, который имитирует факт наличия у класса определенного поля данных? Мне не нужно, чтобы это «пустое» поле данных фактически хранило какое-либо значение или вело себя каким-либо последовательным образом, т.е. оно может всегда возвращать 0 или мусор и не делать ничего или делать что угодно при присвоении (строки кода, которые читают или записывают в эти «пустые» поля, не будут достигнуты во время сеанса тестирования программы, но я могу гарантировать это только во время выполнения). Все, что мне нужно, это чтобы это «пустое» поле данных не занимало места внутри объекта, а код, который его использует, компилировался без каких-либо изменений.

Во многих других языках вычисляемые свойства могут быть использованы для достижения именно этого. Но в C++ их нет. Надеюсь, что какие-то приемы препроцессора или шаблонов и перегрузка операторов могут помочь?

Цель этого – протестировать, как размер структуры влияет на производительность кода в очень высокопроизводительной вычислительной среде. У меня есть тестовый код, который использует только несколько полей, поэтому мне не нужны остальные для его правильной работы. Но остальной код использует другие поля, и поэтому он не будет компилироваться без них, а изоляция этих полей в данный момент является очень утомительной задачей.

Ответ или решение

Использование "пустых" полей данных в классе C++

Вопрос, который был поднят, касается возможности имитации наличия определённого поля данных в классе на языке C++, при этом не требуя от этого поля фактического хранения значений или занимаемого пространства в памяти. Это непростая задача, поскольку C++ не поддерживает концепцию вычисляемых свойств так, как это делают некоторые другие языки программирования. Однако, существуют способы реализовать подобное требование с помощью некоторых хитростей, что и будет рассмотрено в этом ответе.

Зачем это нужно?

Для тестирования производительности кода в высокопроизводительных вычислительных (HPC) средах важно убедиться, как размер структуры данных влияет на производительность. Если у вас есть поля, которые не используются в конкретных тестах, но которые должны остаться в коде для его компиляции, можно воспользоваться подходами, позволяющими избежать выделения реально занимаемого пространства в памяти.

Возможные решения

Использование std::conditional:

Можно использовать условные шаблоны из стандартной библиотеки C++, которые позволяют задавать типы в зависимости от условия. Например, вы можете определить структуру, в которой "пустое" поле будет заменено на std::conditional, а вместо него может использоваться std::nullptr_t для достижения требуемого эффекта.
```
#include <iostream>
#include <type_traits>

template <bool IncludeDummy>
struct MyStruct {
   int realField;
   typename std::conditional<IncludeDummy, int, std::nullptr_t>::type dummyField;
};

// Использование структуры
int main() {
   MyStruct<false> s; // здесь dummyField не занимает места
   s.realField = 10;

   // s.dummyField = 0; // это не скомпилируется
   std::cout << "Real Field: " << s.realField << std::endl;
   return 0;
}
```
В данном примере, если IncludeDummy равно false, dummyField не будет занимать место в структуре.
Использование шаблонов с перегрузкой операторов:

Другой подход заключается в создании класса-обёртки, который будет реализовывать необходимую семантику для "пустого" поля. Например, можно перегрузить оператор присваивания и принимать его в качестве аргумента, чтобы операции с "пустым" полем не влияли на выполнение других частей программы.
```
class DummyField {
public:
   // Пустой конструктор
   DummyField() {}

   // Перегрузка оператора присваивания
   DummyField& operator=(int value) {
       // Игнорируем присваивание
       return *this;
   }

   operator int() const {
       return 0; // всегда возвращаем 0
   }
};

class MyStruct {
public:
   int realField;
   DummyField dummyField;
};
```
В этом коде dummyField будет всегда возвращать 0 и игнорировать присвоения.
Использование [[deprecated]]:

Если вам нужно, чтобы компилятор подавал предупреждение о том, что данное поле не используется, можно использовать атрибут [[deprecated]], это будет сообщать программисту, что поле не должно достигать.

Заключение

Хотя C++ не предоставляет прямого способа для создания "пустых" полей данных, существуют методы с использованием шаблонов, условных типов и перегрузки операторов, которые могут помочь достичь желаемого результата. Такие подходы могут значительно упростить тестирование и улучшить производительность кода в высокопроизводительных вычислительных средах. Вам необходимо протестировать данные решения в контексте вашего проекта, чтобы выбрать наиболее подходящий метод.