std::aligned_storage

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aligned_storage
(C++11)
(C++11)
(C++11)
(C++17)
(C++11)(C++17 中弃用)
(C++17)
 
定义于头文件 <type_traits>
template< std::size_t Len, std::size_t Align = /*default-alignment*/ >
struct aligned_storage;
(C++11 起)

提供成员 typedef type ,此为 POD 类型 (PODType) ,适用于作为任何大小至多为 Len 且其对齐要求Align 的因数的对象的未初始化存储。

Align 的默认值是任何大小至多为 Len 的对象的最强(最大)对齐要求。若不使用默认值,则 Align 对于某类型 T 必须为 alignof(T) 的值,否则行为未定义。

Len == 0 则行为未定义。

目录

[编辑] 成员类型

名称 定义
type 长度至少为 Len 的 POD 类型,带对齐要求 Align

[编辑] 帮助类型

template< std::size_t Len, std::size_t Align = /*default-alignment*/ >
using aligned_storage_t = typename aligned_storage<Len, Align>::type;
(C++14 起)

[编辑] 注意

std::aligned_storage<>::type 所定义的类型能用于创建适合保有给定类型对象的未初始化内存块,可选地对齐严格于其自然对齐要求,例如在缓存或页边界上。

同任何其他未初始化存储,对象通过使用布置 new 创建,并以显式的析构函数调用销毁。

[编辑] 可能的实现

除了默认实参, aligned_storage 能通过 alignas 表达:

template<std::size_t Len, std::size_t Align /* 未实现默认对齐 */>
struct aligned_storage {
    typedef struct {
        alignas(Align) unsigned char data[Len];
    } type;
};

[编辑] 示例

原始的静态 vector 类,演示于对齐存储中创建、访问及析构对象

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <string>
 
template<class T, std::size_t N>
class static_vector
{
    // N 个 T 的正确对齐的未初始化存储
    typename std::aligned_storage<sizeof(T), alignof(T)>::type data[N];
    std::size_t m_size = 0;
 
public:
    // 于对齐存储创建对象
    template<typename ...Args> void emplace_back(Args&&... args) 
    {
        if( m_size >= N ) // 可行的错误处理
            throw std::bad_alloc{};
        new(data+m_size) T(std::forward<Args>(args)...);
        ++m_size;
    }
 
    // 访问对齐存储中的对象
    const T& operator[](std::size_t pos) const 
    {
        return *reinterpret_cast<const T*>(data+pos);
    }
 
    // 从对齐存储删除对象
    ~static_vector() 
    {
        for(std::size_t pos = 0; pos < m_size; ++pos) {
            reinterpret_cast<T*>(data+pos)->~T();
        }
    }
};
 
int main()
{
    static_vector<std::string, 10> v1;
    v1.emplace_back(5, '*');
    v1.emplace_back(10, '*');
    std::cout << v1[0] << '\n' << v1[1] << '\n';
}

输出:

*****
**********

[编辑] 参阅

alignas 指定符 指定该变量的存储应该按指定量对齐 (C++11) [编辑]
获取类型的最小对齐字节数
(类模板) [编辑]
定义所有给定类型在未初始化时需要的最大内存空间大小
(类模板) [编辑]
内存对齐需求不小于任何基本类型的POD类型
(typedef) [编辑]