c++ - 在需要之前避免初始化成员

Question

我正在创建一个通用 AtomManager<T>可存放Atom<T>的容器对象。

enum State { Alive, Dead, Unused };
template<class T> struct Atom
{
    T impl;
    int index, counter;
    State state;
};

我要impl不要放在堆上，因为我将存储 Atom<T>实例在管理器中连续。

AtomManager<T>将原子存储在std::vector<Atom<T>>中像这样:

| A | A | A | A | A | A | U | U | U | U |

哪里A意味着活着，并且 U表示未使用。当用户调用AtomManager<T>::refresh()时，所有带有 state 的原子等于 State::Dead将被移动到存储的末尾，然后它们将被设置为 State::Unused 。示例:

| A | A | A | A | A | A | U | U | U | U |

// some atoms die

| A | D | A | D | A | A | U | U | U | U |

// user calls refresh()

| A | A | A | A | U | U | U | U | D | D |

// after refresh()

| A | A | A | A | U | U | U | U | U | U |

为了创建原子，我有一个与 T 匹配的函数借助可变参数模板的构造函数签名并构造 T在从存储开始处开始的第一个未使用的原子中。

问题是 T必须是默认可构造(因为我在 resize() 上调用 std::vector )。但这是我不需要的，因为我只关心 Atom<T>::impl当状态为 State::Alive 时或State::Dead 。如果原子是活的还是死的，则意味着用户之前使用前面提到的可变参数函数构造了它。

但是，我确实关心Atom<T>::index和Atom<T>::counter当原子未使用时(并且 Atom<T>::impl 是垃圾)。

我不关心 Atom<T>::impl 的状态当原子未使用时。

但是编译器会这样做。我无法使用AtomManager<T>当T不可默认构造。

我尝试在Atom<T>内使用 union :

union { T impl; char dummy; };

...但我无法让它正常工作。

如何存储 T Atom<T> 内未构造的未初始化实例？

我不关心它的状态。我确信在访问它之前我会正确构建它。但是当原子不使用时，我希望它处于未定义状态。

实现这一目标的最佳方法是什么？我不想要 Atom<T>::impl存储在堆上。

我不想引入额外的依赖项。我不需要查询Atom<T>::impl的状态据我知道何时可以安全访问它。

Answer 1

简单的答案是使用 boost::Optional，但您说由于某种原因您不希望这样做。

要推出您自己的可选类型，您需要一个字节数组，并与 T 适当对齐。在 C++11 或更高版本中，这很简单:

alignas(T) char bytes[sizeof(T)];

如果您坚持使用历史方言，那么您可能必须使用特定于编译器的扩展来指定对齐方式，或者只是希望得到最好的结果。

现在您可以使用placement-new创建对象:

T * impl = new(bytes) T(...);

访问它的最简单方法是通过函数:

T & get_impl() {return *reinterpret_cast<T*>(bytes);}

并且不要忘记销毁它(但前提是您创建了它):

get_impl().~T();