在 std::vector 中存储任意数据的方法<unsigned char>

Question

我有一个第三方 api，它提供以下类型（大约）用于将任意数据附加到树结构中的节点：

// 3rd party, cannot be modified
struct AttachedData
{
    std::string key;
    std::vector<unsigned char> data;
};

我认为它使用std::vector<unsigned char>因为数据也可以写入磁盘，但这在我的用例中并不重要，因为数据仅在运行时保留。

有不同类型的对象必须存储在AttachedData （每个实例只有一个对象）。 因为我只在运行时需要数据，所以我没有费心实现任何类型的序列化（主要是因为不必要的开销）。 我决定使用所有可能类型的变体，并在AttachedData存储指向其实例的指针：

using StorageType = std::variant<EventArgs1, EventArgs2, SomeData /*, ...*/>;

AttachedData& attachedData = api.getAttachedData(targetNode, "some key"); // get the correct container
auto storage = new StorageType(someDataInstance); // somehow create the variant on the heap
attachedData.data.resize(sizeof(storage)); // make enough space
std::memcpy(attachedData.data.data(), &storage, sizeof(storage)); // store the pointer to the variant 

在代码库的不同位置读取和处理数据：

AttachedData& attachedData = api.getAttachedData(targetNode, "some key"); // get the correct container
StorageType* storage = nullptr;
std::memcpy(&storage, attachedData.data.data(), sizeof(storage)); // read the pointer

// process the stored data
if (auto* args1 = get_if<EventArgs1>(storage))
    // ...
else if (auto* args2 = get_if<EventArgs2>(storage))
    // ...
// ...

// clean up
attachedData.data.clear();
delete storage;

有没有更干净或更优雅的方法来做到这一点？ 我还考虑过使用placement new 并直接在向量中构建变体，但这可能会导致对齐问题，而且我也看不到任何好处。 我认为std::variant是一个很好的方法，但我也愿意接受这方面的建议。

Answer 1

更新

此答案中提出的方法不适用于 OP，因为事实证明，存储在节点中的向量可能会在没有用户控制的情况下被复制、移动或破坏。 我暂时不会删除答案，因为下面的讨论澄清了一些重要的细节，可能对其他人有用。

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原答案

我不知道我是否理解这个问题，但是您可以在向量中创建一个StorageType对象（即std::variant ）。 你只需要调整向量的大小以适应里面的对象：

AttachedData& attachedData = api.getAttachedData(targetNode, "some key");
attachedData.data.resize(sizeof(StorageType));
StorageType* p_obj = new (attachedData.data.data()) StorageType{someDataInstance};

只要所有变体的替代方案都没有过度对齐，对齐应该没问题。

然后，在后面的代码中，您可以获得对存储对象的访问权限，如下所示：

AttachedData& attachedData = api.getAttachedData(targetNode, "some key"); // get the correct container
StorageType* p_obj = std::launder(reinterpret_cast<StorageType*>(attachedData.data.data()));

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请注意，您需要在某处通过调用析构函数手动销毁所有存储的对象，或者使用std::destroy_at更好。

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至于你的尝试，它有几个问题。 例如，您不能将memcpy用于非平凡可复制类型的对象，或者您正在使用&storage ，它是指向内存中storage指针存储位置的指针（而不是它指向的指针）。

更新

根据您在评论中指定的其他详细信息，此方法将不起作用，因为您无法控制矢量的复制、移动或破坏。 在这种情况下，没有任何方法可以正常工作。 一旦你在向量中创建了一个对象，它的复制/移动/销毁将不会正确地涉及存储在其中的对象的复制/移动/销毁。 您的变体替代品是否可以轻松复制？

请注意，即使所有替代项都是， std::variant本身也不能保证在 C++17 中可以简单地复制。 有一个针对这个问题的建议。