如何使具有引用数据成员的类可以在没有参数的情况下构造？

Question

我有一个类，比如 C，其中一个成员数据，比如 X，取决于用户输入。 每次运行时用户输入可能不同，在我当前的设计中，我的类的所有实例都存储对同一对象 X 的引用。

如何调整设计以允许没有参数的默认构造函数？

这样我就可以使用复制赋值/复制构造函数，制作 C 数组，使用临时右值等。

以下是说明我的问题的最小工作示例。 在我使用的情况下，Tag 指的是一些外部资源。

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <cassert>

using namespace std;

struct Tag {
    int N;
    string tag;
};

template<typename T>
struct Vec {
    const Tag& tag;
    T* vec;

    Vec(const Tag& tag_) : tag(tag_) {
        vec = new T[tag.N];
    }

    ~Vec() {
        delete [] vec;
    }
};

Tag make_tag(vector<string>& args) {
    assert(args.size() == 3);
    int N = stoi(args[1]);
    return Tag {N, args[2]};
}

vector<string> arguments(int argc, char* argv[]) {
    vector<string> res;
    for(int i = 0; i < argc; i++)
        res.push_back(argv[i]);
    return res; 
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    vector<string> args = arguments(argc, argv);
    Tag tag0 = make_tag(args);
    Tag tag1;
    Vec<double> vec(tag0);
    return 0;
}

Answer 1

如何调整设计以允许没有参数的默认构造函数？

好吧，我建议的三个选项：

• 奇特的方法：使用std::optional<std::reference_wrapper<T>>成员。 std::reference_wrapper用于在您不确定引用是否按原样工作的地方放置引用。 std::optional<T>持有T或nullopt （即无值）。 这有一个好处是optional的默认初始化器是无参数的，所以你可以为 C 的无参数情况使用默认构造函数。

• 老派方式：使用普通指针成员而不是引用。 在无参数构造上将其初始化为nullptr 。 （@RemyLebeau 也在评论中提出了这一点。）

• 聪明的 RAII 方式：用std::optional<C>替换你的类C 。 这意味着无参数构造实际上并不构造 C - 它只是保留一个nullopt ，将实际构造推迟到以后。 当您必须在整个存在期间保持C持有资源的不变性时，此解决方案是相关的； 它还具有将C的引用成员保持为const的好处。

_{我故意不考虑您的 MWE（您说这只是说明性的），而是提供更一般的答案。}