具有赋值语义的非拥有者

Question

我有一个类应该持有对某些数据的引用,而不拥有该数据(即保证实际数据不会超出范围).特别是,该类无法复制 - 数据大小容易达到几千兆字节.

现在,通常的实现(我假设)是对数据的引用:

struct holder_ref {
    type const& value;

    holder_ref(type const& value) : value(value) { }
};

_{(请注意,const这个问题绝对没有关系).}

现在,我绝对需要这个类可以分配(即有一个工作operator =).我认为这是一个相当普遍的问题,但我不记得(如果有的话)我之前是如何解决它的.

问题是无法分配引用,并且根本无法解决此问题.我提出的唯一解决方案是使用placement new代替赋值运算符:

// x = other_x; gets replaced with:
x.~T();
new (&x) T(other_x);

现在,这是有效的,并且符合标准.但它肯定是丑陋的.不 - 不可接受.

所以我正在寻找其他选择.一个想法是使用指针,但我不确定我的构造函数是否确实可以保证工作(由于我必须遵守的接口,传递指针是不可能的):

struct holder_ptr {
    type const* value;

    // Is this legal?
    holder_ptr(type const& value = 0) : value(&value) { }
};

但是,如果可能的话,我宁愿使用参考.只 - 如何实现赋值运算符？

struct holder_ref {
    type const& value;

    holder_ref(type const& value = 0) : value(value) { }

    holder_ref& operator =(holder_ref const& other) {
        // Now what?!
        return *this;
    }
};

作为测试用例,请考虑以下代码:

int main() {
    int const TEST1 = 23;
    int const TEST2 = 13;
    int const TEST3 = 42;
    std::vector<holder_ptr> hptr(1);
    std::vector<holder_ref> href(2);

    // Variant 1. Pointer.
    hptr[0] = holder_ptr(TEST1);

    // Variant 2. Placement new.
    href[0].~holder_ref();
    new (&href[0]) holder_ref(TEST2);

    // Variant 3. ???
    href[1] = holder_ref(TEST3);

    assert(*hptr[0].value == TEST1);   // Works (?)
    assert(href[0].value == TEST2);    // Works
    assert(href[1].value == TEST3);    // BOOM!
}

(另外,为了明确这一点 - 我们所讨论的类型是非POD,我需要一个符合标准的解决方案.)

Answer 1

我认为使用a没有任何问题holder_ptr.它可以实现如下:

struct bad_holder : std::exception { };

struct holder_ptr {
    holder_ptr() : value(0) { }
    holder_ptr(type const& value) : value(&value) { }

    type const& get() { 
        if (value == 0) throw bad_holder();
        return *value; 
    }
private:
    type const* value;
};

只要你总是从引用中指定指针,你知道你有一个有效的对象(或者你之前得到了一个"空引用"),在这种情况下,你已经有了其他更大的问题,因为你已经已调用未定义的行为).

使用此解决方案,接口完全根据引用实现,但在引擎盖下使用指针以便类型可分配.在接口中使用引用可确保使用指针不会产生任何问题(即,您永远不必担心指针是否为空).

编辑:我已更新示例以允许持有者默认可构造.