c++ - 如何使用虚拟方法为具有非平凡成员的匿名 union 编写 operator=

Question

C++11 使我们能够创建具有非平凡成员的匿名 union 。这有时非常有用——例如，如果我想为一些没有默认构造函数的重要对象创建 Holder 类。
让我们通过给它一个虚拟方法来使这个 NonTrivial 对象更有趣:

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>

struct Base
{
    virtual void something() { printf("something\n"); }
};

struct NonTrivial : Base 
{
    explicit NonTrivial( int ) : a(1), b(2), c(3), d(4) { printf("NonTrivial\n"); }

    virtual void something() override { printf("something non trivial\n"); }

    int a;
    int b;
    int c;
    int d;
};

struct Holder
{
    Holder() : isNonTrivial(false), dummy(0x77) {}

    Holder( NonTrivial n) : isNonTrivial(true), nonTrivial( n ) {}

    bool isNonTrivial;
    union
    {
        int dummy;
        NonTrivial nonTrivial;
    };

    Holder & operator=( const Holder & rhs )
    {
        isNonTrivial = rhs.isNonTrivial;

        if( isNonTrivial ) 
            nonTrivial = rhs.nonTrivial;

        return *this;
    }
};

int main() {

    Holder holder_1;
    NonTrivial n(1);

    Holder holder_2( n );

    holder_1 = holder_2;

    holder_2.nonTrivial.something();
    holder_1.nonTrivial.something();

    return 0;

}

这很管用。但是，这只有效，因为编译器实际上并不在这里进行虚拟调用。让我们强制它:

Base * ptr = &holder_1.nonTrivial;

ptr->something(); 

这会产生段错误。
但为什么？我或多或少做了一件显而易见的事情——检查 holder 是否持有一个非平凡的对象，如果是——复制它。
阅读程序集后，我发现此 operator= 实际上并未从 rhs.nonTrivial 复制 vtable 指针。我假设发生这种情况是因为 NonTrivial 的 operator= 应该只在完全构造的对象上调用，并且完全构造的对象应该已经初始化了它的 vtable 指针 - 那么为什么要复制它呢？

问题:

1. 我的想法正确吗？
2. operator= 应该是什么样的创建 nonTrivial 对象的完整拷贝？我有两个想法 - 删除operator= 完全强制用户使用复制构造函数 - 或者使用placement new 而不是 nonTrivial = rhs.nonTrivial - 但也许还有其他选择吗？

附言我知道 std::optional 等，我正在尝试了解如何自己做。

Answer 1

如果有人在寻找快速答案时偶然发现这个问题，以下是我如何使用 placement new 解决此问题的方法:

template< typename T, typename ... Args >
void inplace_new( T & obj, Args && ... args )
{
    auto * t = &obj;

    t = new(t) T{ args... };
}

Holder & operator=( const Holder & rhs )
{
    isNonTrivial = rhs.isNonTrivial;

    if( isNonTrivial ) 
        inplace_new( nonTrivial, rhs.nonTrivial );

    return *this;
}

别忘了 #include <new> :)