C++14 标准布局类型可以对字段使用 alignas 吗？

Question

我想使用模板来简化具有非平凡类型的联合的构造。以下似乎 "work" 在实践中，但在技术上不符合规范：

template<typename T> struct union_entry {
  void (*destructor_)(void *);  // how to destroy type T when active
  T value_;
};
union U {
  union_entry<A> a;
  union_entry<B> b;
  // ... some constructor and destructor...
};

问题是（根据 N4141）只有当两个结构都是标准布局类型时，您才能访问联合中两个结构的公共初始序列（即 destructor_ 字段）--at至少根据 9.5.1 中的非规范性注释。根据 9.0.7，标准布局类型不能有任何非标准布局的非静态数据成员。因此，如果 A 或 B 不是标准布局，则在错误的联合中访问 destructor_ 将变得非法。

一个漏洞似乎是通过将 value_ 变成 alignas(T) char[sizeof(T)] 来制作 union_entry 标准布局。 9.0.7 似乎没有排除使用 alignas。因此，我的问题是：以下是否是任何类型的标准布局类型 T？ 因此可以将 value_ 转换为 T&模拟前面的示例，同时仍然允许 destructor_ 在非活动 union_entry?

中使用

template<typename T> struct union_entry {
  void (*destructor_)(void *);
  alignas(T) char value_[sizeof(T)];
}

在 clang-3.8.1 和 g++-6.2.1 中，std::is_standard_layout 建议 union_entry<T> 是标准布局，即使 T 不是。这是我想如何使用此技术的完整工作示例：

#include <cassert>
#include <iostream>
#include <new>
#include <string>

using namespace std;

template<typename T> struct union_entry {
  void (*destructor_)(void *);
  alignas(T) char value_[sizeof(T)];

  union_entry() : destructor_(nullptr) {}
  ~union_entry() {}   // Just to cause error in unions w/o destructors

  void select() {
    if (destructor_)
      destructor_(this);
    destructor_ = destroy_helper;
    new (static_cast<void *>(value_)) T{};
  }
  T &get() {
    assert(destructor_ == destroy_helper);
    return *reinterpret_cast<T *>(value_);
  }

private:
  static void destroy_helper(void *_p) {
    union_entry *p = static_cast<union_entry *>(_p);
    p->get().~T();
    p->destructor_ = nullptr;
  }
};

union U {
  union_entry<int> i;
  union_entry<string> s;
  U() : i() {}
  ~U() { if (i.destructor_) i.destructor_(this); }
};

int
main()
{
  U u;
  u.i.select();
  u.i.get() = 5;
  cout << u.i.get() << endl;
  u.s.select();
  u.s.get() = "hello";
  cout << u.s.get() << endl;
  // Notice that the string in u.s is destroyed by calling
  // u.i.destructor_, not u.s.destructor_
}

Answer 1

感谢@Arvid，他向我指出了 std::aligned_storage，我相信在标准的第 20.10.7.6 节中有一个明确的（尽管是非规范的）答案（我认为它与 N4141 相同).

首先，Table57说的aligned_storage》成员typedef type 应为 POD 类型 ..."，其中 9.0.10 明确 "A POD struct is a non-union class that is both a trivial class and a standard-layout class."

接下来20.10.7.6.1给出了一个不规范的示例实现：

template <std::size_t Len, std::size_t Alignment>
struct aligned_storage {
  typedef struct {
    alignas(Alignment) unsigned char __data[Len];
  } type;
};

很明显 alignas 的使用不会阻止类型成为标准布局。

C++14 标准布局类型可以对字段使用 alignas 吗？

Can C++14 standard-layout types use `alignas` for fields?

c++

standard-layout

c++14