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不必是默认构造。