C ++ 14标准布局类型可以使用`alignas`作为字段吗？

Question

我想使用模板来简化具有非平凡类型的联合的构造。 以下似乎在实践中“起作用”，但在规范上技术上并不合法：

template<typename T> struct union_entry {
  void (*destructor_)(void *);  // how to destroy type T when active
  T value_;
};
union U {
  union_entry<A> a;
  union_entry<B> b;
  // ... some constructor and destructor...
};

问题在于（根据N4141），只有当两个结构都是标准布局类型时，才能访问联合中两个结构的公共初始序列（即destructor_字段） - 至少根据非规范性说明9.5.1。 根据9.0.7，标准布局类型不能具有任何具有非标准布局的非静态数据成员。 因此，如果A或B不是标准布局，那么在错误的并集中访问destructor_就变得非法。

漏洞似乎是通过将value_ in转换为alignas(T) char[sizeof(T)]来制作union_entry标准布局。 9.0.7中的任何内容似乎都不排除使用alignas 。 因此，我的问题是 ： 对于任何类型T ，以下是标准布局类型吗？ 因此可以将value_转换为T&以模拟前面的示例，同时仍允许destructor_用于非活动的union_entry ？

template<typename T> struct union_entry {
  void (*destructor_)(void *);
  alignas(T) char value_[sizeof(T)];
}

在clang-3.8.1和g ++ - 6.2.1中， std::is_standard_layout表明union_entry<T>是标准布局，即使T不是。 这是一个完整的工作示例，说明我将如何使用此技术：

#include <cassert>
#include <iostream>
#include <new>
#include <string>

using namespace std;

template<typename T> struct union_entry {
  void (*destructor_)(void *);
  alignas(T) char value_[sizeof(T)];

  union_entry() : destructor_(nullptr) {}
  ~union_entry() {}   // Just to cause error in unions w/o destructors

  void select() {
    if (destructor_)
      destructor_(this);
    destructor_ = destroy_helper;
    new (static_cast<void *>(value_)) T{};
  }
  T &get() {
    assert(destructor_ == destroy_helper);
    return *reinterpret_cast<T *>(value_);
  }

private:
  static void destroy_helper(void *_p) {
    union_entry *p = static_cast<union_entry *>(_p);
    p->get().~T();
    p->destructor_ = nullptr;
  }
};

union U {
  union_entry<int> i;
  union_entry<string> s;
  U() : i() {}
  ~U() { if (i.destructor_) i.destructor_(this); }
};

int
main()
{
  U u;
  u.i.select();
  u.i.get() = 5;
  cout << u.i.get() << endl;
  u.s.select();
  u.s.get() = "hello";
  cout << u.s.get() << endl;
  // Notice that the string in u.s is destroyed by calling
  // u.i.destructor_, not u.s.destructor_
}

Answer 1

感谢@Arvid，他指向我std::aligned_storage ，我相信标准的第20.10.7.6节中有一个明确的（尽管是非规范的）答案（我假设与N4141相同）。

首先，表57说明aligned_storage “成员type 应为POD类型 ...”，其中9.0.10表明“POD结构是一个非联合类，既是一个普通类， 也是一个标准布局类 “。

接下来，20.10.7.6.1给出了一个非规范的示例实现：

template <std::size_t Len, std::size_t Alignment>
struct aligned_storage {
  typedef struct {
    alignas(Alignment) unsigned char __data[Len];
  } type;
};

很明显，使用alignas并不能防止类型成为标准布局。