创建非默认可构造类的虚拟对象

Question

tl; dr:我想构造一个包含泛型类型Value成员的ListEntry类,但Value不是默认构造的,ListEntry不知道如何构造它.我永远不会访问这个Value成员,所以没有初始化它并不重要.

为什么我这样做

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总是形成一个闭合的圆圈,其中sentinel将最后一个列表元素连接到第一个列表元素.使用sentinel.prev =&sentinel和sentinel.next =&sentinel初始化sentinel对象.

这样,我摆脱了很多特殊情况,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sentinel之间)不是特殊情况,但与在两个真实元素之间的列表中间添加元素相同.

因此,在所有实际列表条目中,值字段将包含列表条目的实际值.对于它们,我可以通过在其构造函数中赋予它一个Value对象来初始化ListEntry,因此我不需要Value是默认的可构造的.在哨兵中,永远不会访问值字段.但不幸的是,由于Value不是默认构造的,编译器不允许我创建sentinel对象.

我可以使ListEntry中的value成员成为指针,boost :: optional或类似的东西.由于性能问题,我不喜欢这样.关于如何在没有性能/内存成本的情况下在ListEntry中存储Value并且不需要Value可默认构造的任何想法？在我看来,必须有一种获取Value对象而不调用其构造函数的方法.

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类和节点类,例如

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

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

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

这样您就可以避免创建不需要的值,同时Value不需要默认构造.