在 C++ 中强制执行成员销毁顺序编译时

Question

我有一个A像这样的 C++ 类：

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// third-party classes / methods, unable to change\nclass C {};\nclass B {\npublic:\n    C* getC();\n};\nB* legacyAPIToGetB(const char*);\n\n// the target class\nclass A {\npublic:\n    A() {\n        // not using initialization lists\n        // because something have to be calculated prior B construction\n        b = std::unique_ptr<B>(legacyAPIToGetB("calculated value"));\n        // throw an exception (don\'t construct A) if B cannot be constructed\n        if (!b) throw std::exception{"Cannot get B"};\n\n        c = std::unique_ptr<C>(b->getC());\n        if (!c) throw std::exception{"Cannot get C"};\n    }\n\n    std::unique_ptr<B> b = nullptr;\n    std::unique_ptr<C> c = nullptr;\n};\n

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Sayb是一个动态库句柄，并且c是使用该库创建的对象。\n在这种情况下，b在 后调用 的析构函数c，这很好。

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然而，如果有人后来重新组织代码，他们可能会意外地交换b和的c声明。\n因此破坏顺序被颠倒，导致可能难以诊断的运行时崩溃。

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我想确保如果有人意外地进行了更改，代码应该无法编译（可能带有自定义错误消息）。这可能吗？

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（或者这个设计从一开始就有缺陷？）

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我尝试使用static_assert来确保会员订单：

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static_assert(\n    reinterpret_cast<void*>(&reinterpret_cast<A*>(nullptr)->b)\n    < reinterpret_cast<void*>(&reinterpret_cast<A*>(nullptr)->c),\n    "destruction of b should be after c");\n

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然而，这似乎是无效的 C++ 代码，只能在 MSVC 中运行。

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更新：可以使用offsetof宏来检查成员的布局，请参阅IlCapitano\'s 答案了解详细信息。\n虽然“如果 type 不是标准布局类型（自 C++11 起），则 offsetof 的结果是未定义的（直到C++17) / offsetof 宏的使用是有条件支持的 (C++17 起)”，看来主要编译器至少在这种情况下支持它。

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（我什至不确定断言内存布局是否保证了销毁顺序！）
\n更新：不幸的是，在 C++23 之前，不能保证稍后声明的成员将具有更高的地址。

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（C++23 之前）：由访问说明符分隔的成员（C++11 之前）/具有不同访问控制的成员（C++11 起）以未指定的顺序分配（编译器可能将它们分组在一起）。来源

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正如评论中所述，可以按reset正确的顺序使用指向指针的自定义析构函数：

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A::~A() {\n    // destruction of b should be after c\n    c.reset();\n    b.reset();\n}\n

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但是，如果构造函数抛出异常，则对象\xe2\x80\x99s 析构函数不会运行A::A()。\n如上所述，如果出现问题，我将抛出异常。这也是我使用s的一个原因unique_ptr。

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可以使用一些技巧（例如，将其他值保留在本地，然后将std::swap它们一次性放入类中）来实现异常安全，但是，这会增加复杂性。

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Answer 1

这看起来像是一个所有权被人为简化的案例。既然c需要b活着，那么拥有c一个shared_ptr<B>. 该所有权将与 共享class A。

交换A::b并A::c会导致A::c提前重置，但C库仍保持加载状态，因为b仍然有一个指针。