std::rank用于编译期获取原生数组维度数,对int[3]返回1、char2[5]返回3,对指针或std::vector等非数组类型返回0;它不适用于运行时推导,因数组维度信息在编译期后即被擦除。

用 std::rank 获取数组维度(C++11 起)
标准库早就提供了编译期获取数组维度的方法,std::rank 就是专干这事的。它返回一个整型常量表达式,值就是数组的“秩”(即维度数),对非数组类型返回 0。
常见错误是试图对指针或 std::vector 用 std::rank —— 它只认原生数组类型,比如 int[3]、char[2][4][5] 这种带完整维度信息的类型。
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std::rank<int>::value</int>→ 1 -
std::rank<char>::value</char>→ 3 -
std::rank<int>::value</int>→ 0(指针不是数组) -
std::rank<:array>>::value</:array>→ 0(std::array是类模板,不是原生数组)
为什么不能靠 sizeof 或运行时推导?
数组维度是编译期信息,运行时早已“擦除”。比如传入函数的 int arr[3][4],形参实际退化为 int (*)[4],第一维长度丢失,sizeof 也只反映指针大小或单个元素大小,无法还原维度结构。
有人试过用模板参数推导一维长度(如 template<size_t n> void f(int (&)[N])</size_t>),但这只能捕获最外层长度,对多维数组无能为力——int[3][4] 的类型是“含 3 个 int[4] 的数组”,你得层层解包才能拿到所有维度。
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- 运行时无法访问数组维度:没有反射,没有元数据
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sizeof对多维数组只给出总字节数,无法反推各维长度 - 函数参数中数组会退化,仅保留内层维度(如
int a[][4]中第二维固定,第一维丢失)
手动提取每维长度:需要递归模板 + std::extent
std::rank 告诉你有几维,std::extent 才能告诉你每一维多长。比如 std::extent<t n>::value</t> 返回类型 T 的第 N 维长度(从 0 开始),若该维未定义(如 N 超出秩),则返回 0。
典型误用是把 N 写成变量——std::extent 的第二个模板参数必须是编译期常量,不能是运行时变量或未 constexpr 的表达式。
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std::extent<int>::value</int>→ 3 -
std::extent<int>::value</int>→ 4 -
std::extent<int>::value</int>→ 0(只有两维) -
std::extent<int>::value</int>→ 0(不完整数组,长度未知)
模板元编程实现维度遍历的最小可行代码
如果真要展开所有维度并做点事(比如生成类型名、校验形状),就得写递归模板。核心是用 std::rank 控制递归深度,用 std::extent 拿当前维长度,再用数组元素类型继续递归。
容易漏掉的边界是 0 维(标量)和不完整数组(int[])。前者 std::rank 为 0,应直接终止;后者 std::extent 返回 0,但继续递归会出错,需提前判断。
- 递归终止条件必须显式处理
std::rank_v<t> == 0</t> - 对
std::extent_v<t i></t>为 0 的维,不能假设它“不存在”,而要区分是未定义还是长度为 0 - C++17 起可用
constexpr if简化分支,避免实例化非法特化
比如:
template<class T, size_t I = 0>
constexpr void print_dims() {
if constexpr (I < std::rank_v<T>) {
static_assert(std::extent_v<T, I> != 0, "incomplete dimension");
// ... use std::extent_v<T, I>
print_dims<T, I+1>();
}
}
多维数组的维度信息藏在类型里,不在对象里;想全取出来,就得靠这套编译期类型查询组合拳。少一个 constexpr、错一个模板参数位置,编译就挂——它不报运行时错,只让你面对一屏看不懂的 SFINAE 失败信息。











