c++ - 如何在 C++ 中实现无参数仿函数及其返回值的有区别 union ？

Question

我知道我可以使用 boost::variant 并避免问这个问题。但是使用 boost::variant 涉及到很多丑陋的代码。尤其是来访者杂乱无章。所以，事不宜迟...

我编写了以下模板类来实现柯里化(Currying)函数的惰性求值。 (有关整个代码段，请参阅 my previous question。)

template <typename> class curry;

template <typename _Res>
class curry< _Res() >
{
  public:
    typedef std::function< _Res() > _Fun;
    typedef _Res _Ret;

  private:
    _Fun _fun;

  public:
    explicit curry (_Fun fun)
    : _fun(fun) { }

    operator _Ret ()
    { return _fun(); }
};

所以我想更新它以包括内存。从概念上讲，它非常简单。首先，我必须更换:

private:
  _Fun _fun;

public:
  explicit curry (_Fun fun)
  : _fun(fun) { }

与:

private:
  bool _evaluated; // Already evaluated?
  union
  {
      _Fun _fun;   // No
      _Res _res;   // Yes
  };

public:
  explicit curry (_Fun fun)
  : _evaluated(false), _fun(fun) { }

  explicit curry (_Res res)
  : _evaluated(true), _res(res) { }

但是还有两件事。首先，我必须更新 operator _Ret，这样，如果它执行惰性求值，那么结果实际上会被内存。其次，我必须添加一个析构函数，以便根据 _evaluated 的值，_fun 或 _res 被销毁。这是我不太确定如何做事的地方。

首先，这是将 _fun 替换为 _res 的正确方法吗？如果没有，我应该怎么做？

operator _Ret ()
{
  if (!_evaluated) {
    _Fun fun = _fun;

    // Critical two lines.
    _fun.~_Fun();
    _res._Res(fun());

    _evaluated = true;
  }
  return _res;
}

其次，这是选择性销毁_fun 或_res 的正确方法吗？如果没有，我应该怎么做？

~curry ()
{
   if (_evaluated)
     _res.~_Res();
   else
     _fun.~_Fun();
}

Answer 1

您不能像其他评论者所说的那样使用 union ，但您可以使用 placement new .

这是一个使用 placement new 的可区分 union 示例:

请注意，您的平台上可能存在 A 和 B 类型的对齐限制，并且此代码不处理强制执行这些限制。

#include <iostream>
#include <cstring>

using namespace std;

struct foo {
  foo(char val) : c(val) {
    cout<<"Constructed foo with c: "<<c<<endl;
  }

  ~foo() {
    cout<<"Destructed foo with c: "<<c<<endl;
  }
  char c;
};

struct bar {
  bar(int val) : i(val) {
    cout<<"Constructed bar with i: "<<i<<endl;
  }

  ~bar() {
    cout<<"Destructed bar with i: "<<i<<endl;
  }

  int i;
};

template < size_t val1, size_t val2 >
struct static_sizet_max
{
   static const size_t value
     = ( val1 > val2) ? val1 : val2 ;
};

template <typename A, typename B>
struct unionType {
  unionType(const A &a) : isA(true)
  {
    new(bytes) A(a);
  }

  unionType(const B &b) : isA(false)
  {
    new(bytes) B(b);
  }

  ~unionType()
  {
    if(isA)
      reinterpret_cast<A*>(bytes)->~A();
    else
      reinterpret_cast<B*>(bytes)->~B();
  }

  bool isA;
  char bytes[static_sizet_max<sizeof(A), sizeof(B)>::value];
};

int main(int argc, char** argv)
{
  typedef unionType<foo, bar> FooOrBar;

  foo f('a');
  bar b(-1);
  FooOrBar uf(f);
  FooOrBar ub(b);

  cout<<"Size of foo: "<<sizeof(foo)<<endl;
  cout<<"Size of bar: "<<sizeof(bar)<<endl;
  cout<<"Size of bool: "<<sizeof(bool)<<endl;
  cout<<"Size of union: "<<sizeof(FooOrBar)<<endl;
}