std::aligned_storage 的目的是什么？

Question

如果我理解正确的话，std::aligned_storage 的主要优点是它管理对齐。它也可以用 memcpy() 复制，并且可以与 POD 类型一起使用。

但是！

1) POD 类型默认由编译器对齐，我们可以使用 #pragma pack(push, 1)

覆盖此编译器的对齐方式

2) 默认情况下我们可以用memcpy()复制POD（我们不应该为这个能力做些什么）

所以我不太明白为什么我们需要std::aligned_storage？

Answer 1

只要您希望将内存分配与对象创建分离，就可以使用 std::aligned_storage。

您声称：

Also it is usable only with POD types.

但这不是真的。没有什么可以阻止 std::aligned_storage 与非 POD 类型一起使用。

The example on cppreference 提供合法用例：

template<class T, std::size_t N>
class static_vector
{
    // properly aligned uninitialized storage for N T's
    typename std::aligned_storage<sizeof(T), alignof(T)>::type data[N];
    std::size_t m_size = 0;
...

这里的想法是，一旦构造了static_vector，就会立即为N个T类型的对象分配内存，但不会分配T类型的对象尚未创建。

你不能用一个简单的 T data[N]; 数组成员来做到这一点，因为这会立即为每个元素运行 T 构造函数，或者如果 T 不可默认构造。

Answer 2

首先，#pragma 指令不可移植。该标准没有定义任何必须支持的强制性编译指示，因此每个编译器都可以自由定义自己的集合。但是无论您使用什么编译器，std::aligned_storage 都需要简单地工作。编译器库编写者可能会根据编译指示、属性或编译器扩展来定义它，但用户可以 #include <type_traits> 并开始使用它。

"it is usable only with POD types" 并非如此。事实上，使用 aligned_storage 的一种常见方式是作为一块内存，可以手动创建和销毁 any 类型的其他对象。它或类似的东西可用于实现 std::optional and std::variant.

之类的东西

为了展示这背后的想法，这里开始写一个类似于std::optional的class：

#include <type_traits>
#include <memory>

template <typename T>
class my_optional
{
private:
    std::aligned_storage_t<sizeof(T), alignof(T)> m_storage;
    bool m_valid;
public:
    constexpr my_optional() noexcept : m_valid(false) {}
    constexpr my_optional(const T& obj)
        noexcept(std::is_nothrow_copy_constructible<T>::value)
        : m_valid(false)
    {
        new(static_cast<void*>(&m_storage)) T(obj);
        m_valid = true;
    }
    constexpr const T& operator*() const
    {
        return *static_cast<const T*>(static_cast<const void*>(&m_storage));
    }
    constexpr T& operator*()
    {
        return *static_cast<T*>(static_cast<void*>(&m_storage));
    }
    ~my_optional()
    {
        if (m_valid)
            operator*().~T();
    }
    // Much more, to obey the Rule Of Five and add more functionality...
 };

Answer 3

std::aligned_storage 管理对齐存储。在存储中放置 POD 对象还是非 POD 对象都无关紧要。

std::aligned_storage的目的是它提供了一个标准化的高级实用程序来管理对齐存储，这样您就可以编写更简洁的代码，减少麻烦。

std::aligned_storage 的目的是什么？

What is the purpose of std::aligned_storage?

c++

std

c++11