面试题：C++ sizeof运算符在模板元编程中的深度应用

Question

编写一个C++模板元编程代码，利用sizeof运算符和递归模板特化，计算编译期数组的元素个数。要求代码具有通用性，能处理不同类型的数组。

Answer 1

#include <iostream>

// 主模板，用于计算数组元素个数
template<typename T, size_t N>
struct ArraySize {
    static const size_t value = sizeof(T[N]) / sizeof(T);
};

// 递归模板特化，用于处理嵌套数组
template<typename T, size_t N1, size_t N2>
struct ArraySize<T[N1][N2]> {
    static const size_t value = ArraySize<T[N2]>::value * N1;
};

int main() {
    int arr1[5];
    std::cout << "arr1的元素个数: " << ArraySize<decltype(arr1), 5>::value << std::endl;

    int arr2[3][4];
    std::cout << "arr2的元素个数: " << ArraySize<decltype(arr2), 3>::value << std::endl;

    return 0;
}

1. 主模板 ArraySize：
   • 它接受数组的元素类型 T 和数组维度 N。
   • 通过 sizeof(T[N]) / sizeof(T) 计算数组元素个数。
2. 递归模板特化 ArraySize<T[N1][N2]>：
   • 处理二维数组，通过递归调用 ArraySize<T[N2]> 并乘以第一维的大小 N1 来计算总元素个数。
3. main 函数：
   • 定义了一个一维数组 arr1 和一个二维数组 arr2。
   • 使用 ArraySize 模板计算并输出它们的元素个数。