RVO со стандартной структурой компоновки без каких-либо конструкторов

У меня есть структура, представляющая двоичное сообщение. Я хочу написать функцию, чтобы получить следующую такую ​​запись из буфера (будь то файл или сокет, не имеет значения):

template <typename Record>
Record getNext();

Теперь я мог бы написать это как:

template <typename Record>
Record getNext() {
    Record r;
    populateNext(reinterpret_cast<char*>(&r),  // maybe ::read()
                 sizeof(r));                   // or equivalent
    return r;
}

что приятно и дает мне преимущества RVO. Однако он будет ссылаться на конструктор по умолчанию Record, который может состоять из типов с нетривальными конструкторами по умолчанию, которые работают, чего я бы хотел избежать - это не обязательно типы POD, но они являются стандартными.

Есть ли способ написать getNext() так, чтобы мы избегали каких-либо конструкторов (по умолчанию или копирование/перемещение) на Record? В идеале, когда пользователь вызывает:

auto record = getNext<Record>();

Буфер считывается непосредственно в память Record. Это возможно?

Ответы

Ответ 1

no_init является константой типа no_init_t.

Если вы построите pod из no_init_t, вы получите неинициализированный модуль, и (при условии, что это элиция) ничего не поделаешь.

Если вы создаете не-pod из no_init_t, вы должны переопределить конструктор и не инициализировать данные. Обычно class_name(no_init_t):field1(no_init), field2(no_init){} будет делать это, а иногда class_name(no_init_t){} сделает это (при условии, что все содержимое pod).

Построение из no_init для каждого члена может действовать как проверка на здравомыслие, что члены действительно являются модулями. Класс non-pod, построенный из no_init, не скомпилируется до тех пор, пока вы не напишите конструктор no_init_t.

Это (наличие no_init каждого конструктора-члена) вызывает некоторый раздражающий отказ DRY, но у нас нет рефлексии, поэтому вы собираетесь повторять себя и нравится.

namespace {
  struct no_init_t {
    template<class T, class=std::enable_if_t<std::is_pod<T>{}>>
    operator T()const{
      T tmp;
      return tmp;
    }
    static no_init_t instance() { return {}; }
    no_init_t(no_init_t const&) = default;
  private:
    no_init_t() = default;
  };
  static const no_init = no_init_t::instance();
}


struct Foo {
  char buff[1000];
  size_t hash;
  Foo():Foo(""){}
  template<size_t N, class=std::enable_if_t< (N<=sizeof(buff)) >>
  Foo( char const(&in)[N] ) {
    // some "expensive" copy and hash
  }
  Foo(no_init_t) {} // no initialization!
};
struct Record {
  int x;
  Foo foo;
  Record()=default;
  Record(no_init_t):
    x(no_init), foo(no_init)
  {}
};

Теперь мы можем построить Record с no_init, и он не будет инициализирован.

Каждый класс POD не инициализируется. Каждый класс, отличный от POD, должен предоставить конструктор no_init_t (и, по-видимому, реализовать неинициализацию, насколько это возможно).

Затем вы memcpy прямо над ним.

Это требует модификации вашего типа и типов, которые он содержит, для поддержки неинициализации.

Ответ 2

Что-то вроде этого?

ИЗМЕНИТЬ:

  • Прокомментирует выравнивание. Теперь используется анонимный союз для обеспечения правильного выравнивания.

  • TestRecord теперь включает другой стандартный тип макета egg

  • Добавлено доказательство того, что даже если egg имеет конструктор по умолчанию, класс не строится до заполнения populateNextRecord()

Я думаю, что это примерно так же быстро, как может быть, не так ли?

#include <iostream>
#include <array>
#include <algorithm>

struct egg {
    egg(int i) : _val(i) {}
    egg() {}
    int _val = 6;    
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const egg& e) {
        return os << e._val; 
    }
};

struct TestRecord {
    egg x;
    double y;
};

void populateNext(uint8_t* first, size_t length)
{
    // do work here
    TestRecord data_source { 10, 100.2 };
    auto source = reinterpret_cast<uint8_t*>(&data_source);
    std::copy(source, source + length, first);
}

template<class Record>
struct RecordProxy
{
    RecordProxy() {}

  uint8_t* data() {
      return _data;
  }

  static constexpr size_t size() {
      return sizeof(Record);
  }

  Record& as_record() {
      return _record;
  }

    union {
        Record _record;
        uint8_t _data[sizeof(Record)];
    };
};


template <typename Record>
RecordProxy<Record> getNext() {
    RecordProxy<Record> r;
    populateNext(r.data(),  // maybe ::read()
                 r.size());                   // or equivalent
    return r;
}

using namespace std;
int main()
{
    RecordProxy<TestRecord> prove_not_initialised;
    auto& r1 = prove_not_initialised.as_record();
    cout << "x = " << r1.x << ", y = " << r1.y << endl;

    auto buffer = getNext<TestRecord>();
    auto& actual_record = buffer.as_record();
    cout << "x = " << actual_record.x << ", y = " << actual_record.y << endl;
   return 0;
}