创建不可默认构造的虚拟对象 class

Question

tl;dr：我想构造一个 class ListEntry 包含泛型类型 Value 的成员，但是Value 不是默认可构造的，ListEntry 不知道如何构造它。我永远不会访问这个 Value 成员，所以它没有被初始化也没关系。

我为什么要这样做

我正在实现一个大致类似于以下内容的双链表

template<class Value>
class ListEntry {
  Value value;
  ListEntry<Value> *prev;
  ListEntry<Value> *next;
};
template<class Value>
class List {
  ListEntry<Value> sentinel;
};

列表条目之间的链接始终形成一个封闭的圆圈，标记将最后一个列表元素连接到第一个列表元素。 sentinel 对象初始化为 sentinel.prev = &sentinel 和 sentinel.next = &sentinel.

这样，我摆脱了很多特殊情况，而且我永远不必检查 nullptr，因为没有空指针。将元素添加到列表的末尾（在最后一个元素和标记之间）不是特例，但与在两个实际元素之间的列表中间添加一个元素相同。

所以在所有真实列表条目中，值字段将包含列表条目的实际值。对于他们，我可以通过在构造函数中给它一个 Value 对象来初始化 ListEntry，所以我不需要 Value 是默认可构造的。在哨兵中，永远不会访问值字段。但不幸的是，由于 Value 不是默认可构造的，编译器不允许我创建哨兵对象。

我可以使 ListEntry 中的值成员成为指针，boost::optional 或类似的东西。由于性能问题，我不喜欢这个。关于如何在 ListEntry 中存储 Value 而无需 performance/memory 成本且不需要 Value 的任何想法是默认可构造的？在我看来，必须有一种方法可以在不调用其构造函数的情况下获取 Value 对象。

Answer 1

使用原始缓冲区和新位置：

template<class Value>
class ListEntry {
  alignas(Value) char storage[sizeof(Value)];
  ListEntry<Value> *prev;
  ListEntry<Value> *next;
};

构建 Value :

new (entry->storage) Value(/* params */);

破坏 Value :

reinterpret_cast<Value*>(entry->storage)->~Value();

Answer 2

您可以将其拆分为基础 class 和节点 class，例如

class ListEntryBase {
    ListEntryBase *prev;
    ListEntryBase *next;
};

template<class Value>
class ListEntry : public ListEntryBase {
    Value value;
};

template<class Value>
class List {
    ListEntryBase sentinel;
};

这样可以避免创建不需要的值，同时 Value 不需要是默认可构造的。

创建不可默认构造的虚拟对象 class

Create dummy object of non-default-constructible class

c++

default-constructor

sentinel

c++14