在 std::vector 中存儲任意數據的方法<unsigned char>

Question

我有一個第三方 api，它提供以下類型（大約）用於將任意數據附加到樹結構中的節點：

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

我認為它使用std::vector<unsigned char>因為數據也可以寫入磁盤，但這在我的用例中並不重要，因為數據僅在運行時保留。

有不同類型的對象必須存儲在AttachedData （每個實例只有一個對象）。 因為我只在運行時需要數據，所以我沒有費心實現任何類型的序列化（主要是因為不必要的開銷）。 我決定使用所有可能類型的變體，並在AttachedData存儲指向其實例的指針：

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 

在代碼庫的不同位置讀取和處理數據：

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;

有沒有更干凈或更優雅的方法來做到這一點？ 我還考慮過使用placement new 並直接在向量中構建變體，但這可能會導致對齊問題，而且我也看不到任何好處。 我認為std::variant是一個很好的方法，但我也願意接受這方面的建議。

Answer 1

更新

此答案中提出的方法不適用於 OP，因為事實證明，存儲在節點中的向量可能會在沒有用戶控制的情況下被復制、移動或破壞。 我暫時不會刪除答案，因為下面的討論澄清了一些重要的細節，可能對其他人有用。

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原答案

我不知道我是否理解這個問題，但是您可以在向量中創建一個StorageType對象（即std::variant ）。 你只需要調整向量的大小以適應里面的對象：

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

只要所有變體的替代方案都沒有過度對齊，對齊應該沒問題。

然后，在后面的代碼中，您可以獲得對存儲對象的訪問權限，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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請注意，您需要在某處通過調用析構函數手動銷毀所有存儲的對象，或者使用std::destroy_at更好。

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至於你的嘗試，它有幾個問題。 例如，您不能將memcpy用於非平凡可復制類型的對象，或者您正在使用&storage ，它是指向內存中storage指針存儲位置的指針（而不是它指向的指針）。

更新

根據您在評論中指定的其他詳細信息，此方法將不起作用，因為您無法控制矢量的復制、移動或破壞。 在這種情況下，沒有任何方法可以正常工作。 一旦你在向量中創建了一個對象，它的復制/移動/銷毀將不會正確地涉及存儲在其中的對象的復制/移動/銷毀。 您的變體替代品是否可以輕松復制？

請注意，即使所有替代項都是， std::variant本身也不能保證在 C++17 中可以簡單地復制。 有一個針對這個問題的建議。