前往小程序,Get更优阅读体验!
立即前往
首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
社区首页 >专栏 >MSVC std::any 源码解析

MSVC std::any 源码解析

作者头像
Kindem
发布2022-08-12 14:16:24
1.3K0
发布2022-08-12 14:16:24
举报
文章被收录于专栏:Kindem的博客Kindem的博客

std::any 介绍

std::any 是 c++17 标准新提供的类,作用是存储任意类型的一段内存,并可以重复赋值,在赋值后可以使用 std::any_caststd::any 所存储的值转换成特定类型,如果 std::any 中存储的值的类型与目标类型不匹配,则会抛出 std::bad_any_cast 异常。

下面是一些简单的 Sample Code(MSVC 16 2019 64Bit 运行):

代码语言:javascript
复制
std::any value = 1.0;
// 1
std::cout << any_cast<double>(value) << std::endl;
// 抛出 std::bad_any_cast 异常
std::cout << any_cast<float>(value) << std::endl;
// 抛出 std::bad_any_cast 异常
std::cout << any_cast<int>(value) << std::endl;

指针示例:

代码语言:javascript
复制
std::any value1 = nullptr;
// nullptr
std::cout << any_cast<nullptr_t>(value1) << std::endl;
// 抛出 std::bad_any_cast 异常
std::cout << any_cast<int*>(value1) << std::endl;

std::any value2 = (int*) (nullptr);
// 抛出 std::bad_any_cast 异常
std::cout << any_cast<nullptr_t>(value2) << std::endl;
// 0000000000000000
std::cout << any_cast<int*>(value2) << std::endl;

空 std::any 示例:

代码语言:javascript
复制
std::any value;
// 抛出 std::bad_any_cast 异常
std::cout << any_cast<int>(value) << std::endl;

结构体:

代码语言:javascript
复制
struct Hello {
    int a;
    int b;
};

std::any value = Hello { .a = 1, .b = 2 };
auto v = any_cast<Hello>(value);
// a: 1, b: 2
std::cout << "a: " << v.a << ", b: " << v.b << std::endl;

需要注意的是,这里 any_cast 得到的是拷贝,如果需要更高效的操作,可以获取指针或者引用:

代码语言:javascript
复制
std::any value = Hello { .a = 1, .b = 2 };

auto* v0 = any_cast<Hello>(&value);
// a: 1, b: 2
std::cout << "a: " << v0->a << ", b: " << v0->b << std::endl;

auto& v1 = any_cast<Hello&>(value);
// a: 1, b: 2
std::cout << "a: " << v1.a << ", b: " << v1.b << std::endl;

获取指针时,any_cast 的入参也需要是指针,而获取引用则 any_cast 的模板参数需要为引用类型。

源码阅读

下面的源码解析基于 MSVC 16 2019,其他编译器可能略有不同。

异常

先看看 any_cast 失败后抛出的异常 bad_any_cast

代码语言:javascript
复制
// CLASS bad_any_cast
class bad_any_cast : public bad_cast { // thrown by failed any_cast
public:
    _NODISCARD virtual const char* __CLR_OR_THIS_CALL what() const noexcept override {
        return "Bad any_cast";
    }
};

[[noreturn]] inline void _Throw_bad_any_cast() {
    _THROW(bad_any_cast{});
}

内存类型

std::any 将保存内容的内存形式分为了三种:

  • Small
  • Trivial
  • Big

定义如下:

代码语言:javascript
复制
enum class _Any_representation : uintptr_t { _Trivial, _Big, _Small };

划分规则为:

代码语言:javascript
复制
constexpr int _Small_object_num_ptrs = 6 + 16 / sizeof(void*);

inline constexpr size_t _Any_trivial_space_size = (_Small_object_num_ptrs - 1) * sizeof(void*);

template <class _Ty>
inline constexpr bool _Any_is_trivial = alignof(_Ty) <= alignof(max_align_t)
                                        && is_trivially_copyable_v<_Ty> && sizeof(_Ty) <= _Any_trivial_space_size;

inline constexpr size_t _Any_small_space_size = (_Small_object_num_ptrs - 2) * sizeof(void*);

template <class _Ty>
inline constexpr bool _Any_is_small = alignof(_Ty) <= alignof(max_align_t)
                                      && is_nothrow_move_constructible_v<_Ty> && sizeof(_Ty) <= _Any_small_space_size;

简单来说,满足 _Any_is_trivial 则为 Trivial 类型内存,满足 _Any_is_small 则为 Small 类型内存,其余的则为 Big 类型内存。

在 64 位系统下,划分规则可以解释为:

  • _Any_is_small:类型长度小于等于 48 字节,内存对齐长度小于等于 8 字节,拥有具备 nothrow 声明的移动构造
  • _Any_is_trivial:类型长度小于等于 56 字节,内存对齐长度小于等于 8 字节,可平凡拷贝(基本数据类型、可平凡拷贝的聚合类型、以上类型的数组等)

下面是一些 _Any_is_small_Any_is_trivial 判断的实测值:

代码语言:javascript
复制
struct Test1 {
    char a[48];
};

struct Test2 {
    char a[56];
};

struct Test3 {
    Test3(Test3&& other)
    {
        memcpy(a, other.a, sizeof(Test3));
    }

    char a[48] {};
};

struct Test4 {
    int& a;
};

struct Test5 {
    virtual void a() = 0;
};

// 1
std::cout << std::_Any_is_small<char> << std::endl;
// 1
std::cout << std::_Any_is_small<int> << std::endl;
// 1
std::cout << std::_Any_is_small<double> << std::endl;
// 1
std::cout << std::_Any_is_small<Test1> << std::endl;
// 0, sizeof(Test2) > _Any_trivial_space_size
std::cout << std::_Any_is_small<Test2> << std::endl;
// 0, is_nothrow_move_constructible_v<_Ty> == false
std::cout << std::_Any_is_small<Test3> << std::endl;
// 1
std::cout << std::_Any_is_small<Test4> << std::endl;
// 0, is_nothrow_move_constructible_v<_Ty> == false
std::cout << std::_Any_is_small<Test5> << std::endl;

// 1
std::cout << std::_Any_is_trivial<char> << std::endl;
// 1
std::cout << std::_Any_is_trivial<int> << std::endl;
// 1
std::cout << std::_Any_is_trivial<double> << std::endl;
// 1
std::cout << std::_Any_is_trivial<Test1> << std::endl;
// 1
std::cout << std::_Any_is_trivial<Test2> << std::endl;
// 0, is_trivially_copyable_v == false
std::cout << std::_Any_is_trivial<Test3> << std::endl;
// 1
std::cout << std::_Any_is_trivial<Test4> << std::endl;
// 0, is_trivially_copyable_v == false
std::cout << std::_Any_is_trivial<Test5> << std::endl;

RTTI

Trivial 类型的内存是直接对拷的,对于这种内存无需再添加额外的生命周期指针。按照 Small 内存的定义,对于 Small 内存要添加 in_place 的销毁、拷贝、移动函数指针,而 Big 则需要保存堆内存的拷贝与销毁函数指针。源码中定义了 _Any_small_RTTI_Any_big_RTTI 结构体,来存储这些指针:

代码语言:javascript
复制
struct _Any_big_RTTI { // Hand-rolled vtable for types that must be heap allocated in an any
    using _Destroy_fn = void __CLRCALL_PURE_OR_CDECL(void*) _NOEXCEPT_FNPTR;
    using _Copy_fn    = void* __CLRCALL_PURE_OR_CDECL(const void*);

    template <class _Ty>
    static void __CLRCALL_PURE_OR_CDECL _Destroy_impl(void* const _Target) noexcept {
        ::delete static_cast<_Ty*>(_Target);
    }

    template <class _Ty>
    _NODISCARD static void* __CLRCALL_PURE_OR_CDECL _Copy_impl(const void* const _Source) {
        return ::new _Ty(*static_cast<const _Ty*>(_Source));
    }

    _Destroy_fn* _Destroy;
    _Copy_fn* _Copy;
};

struct _Any_small_RTTI { // Hand-rolled vtable for nontrivial types that can be stored internally in an any
    using _Destroy_fn = void __CLRCALL_PURE_OR_CDECL(void*) _NOEXCEPT_FNPTR;
    using _Copy_fn    = void __CLRCALL_PURE_OR_CDECL(void*, const void*);
    using _Move_fn    = void __CLRCALL_PURE_OR_CDECL(void*, void*) _NOEXCEPT_FNPTR;

    template <class _Ty>
    static void __CLRCALL_PURE_OR_CDECL _Destroy_impl(void* const _Target) noexcept {
        _Destroy_in_place(*static_cast<_Ty*>(_Target));
    }

    template <class _Ty>
    static void __CLRCALL_PURE_OR_CDECL _Copy_impl(void* const _Target, const void* const _Source) {
        _Construct_in_place(*static_cast<_Ty*>(_Target), *static_cast<const _Ty*>(_Source));
    }

    template <class _Ty>
    static void __CLRCALL_PURE_OR_CDECL _Move_impl(void* const _Target, void* const _Source) noexcept {
        _Construct_in_place(*static_cast<_Ty*>(_Target), _STD move(*static_cast<_Ty*>(_Source)));
    }

    _Destroy_fn* _Destroy;
    _Copy_fn* _Copy;
    _Move_fn* _Move;
};

结构体中首先有对应的函数指针,另外,还提供了带模板的静态实现方法,实际用法是定义模板变量来保存 RTTI 结构体实例,实例中保存对应模板静态方法的指针,来为不同的类型提供 RTTI 功能:

代码语言:javascript
复制
template <class _Ty>
inline constexpr _Any_big_RTTI _Any_big_RTTI_obj = {
    &_Any_big_RTTI::_Destroy_impl<_Ty>, &_Any_big_RTTI::_Copy_impl<_Ty>};

template <class _Ty>
inline constexpr _Any_small_RTTI _Any_small_RTTI_obj = {
    &_Any_small_RTTI::_Destroy_impl<_Ty>, &_Any_small_RTTI::_Copy_impl<_Ty>, &_Any_small_RTTI::_Move_impl<_Ty>};

any

分段来看 std::any 的源码,首先是构造:

代码语言:javascript
复制
constexpr any() noexcept {}

any(const any& _That) {
    _Storage._TypeData = _That._Storage._TypeData;
    switch (_Rep()) {
    case _Any_representation::_Small:
        _Storage._SmallStorage._RTTI = _That._Storage._SmallStorage._RTTI;
        _Storage._SmallStorage._RTTI->_Copy(&_Storage._SmallStorage._Data, &_That._Storage._SmallStorage._Data);
        break;
    case _Any_representation::_Big:
        _Storage._BigStorage._RTTI = _That._Storage._BigStorage._RTTI;
        _Storage._BigStorage._Ptr  = _Storage._BigStorage._RTTI->_Copy(_That._Storage._BigStorage._Ptr);
        break;
    case _Any_representation::_Trivial:
    default:
        _CSTD memcpy(_Storage._TrivialData, _That._Storage._TrivialData, sizeof(_Storage._TrivialData));
        break;
    }
}

any(any&& _That) noexcept {
    _Move_from(_That);
}

template <class _ValueType, enable_if_t<conjunction_v<negation<is_same<decay_t<_ValueType>, any>>,
                                            negation<_Is_specialization<decay_t<_ValueType>, in_place_type_t>>,
                                            is_copy_constructible<decay_t<_ValueType>>>,
                                int> = 0>
any(_ValueType&& _Value) { // initialize with _Value
    _Emplace<decay_t<_ValueType>>(_STD forward<_ValueType>(_Value));
}

template <class _ValueType, class... _Types,
    enable_if_t<
        conjunction_v<is_constructible<decay_t<_ValueType>, _Types...>, is_copy_constructible<decay_t<_ValueType>>>,
        int> = 0>
explicit any(in_place_type_t<_ValueType>, _Types&&... _Args) {
    // in-place initialize a value of type decay_t<_ValueType> with _Args...
    _Emplace<decay_t<_ValueType>>(_STD forward<_Types>(_Args)...);
}

template <class _ValueType, class _Elem, class... _Types,
    enable_if_t<conjunction_v<is_constructible<decay_t<_ValueType>, initializer_list<_Elem>&, _Types...>,
                    is_copy_constructible<decay_t<_ValueType>>>,
        int> = 0>
explicit any(in_place_type_t<_ValueType>, initializer_list<_Elem> _Ilist, _Types&&... _Args) {
    // in-place initialize a value of type decay_t<_ValueType> with _Ilist and _Args...
    _Emplace<decay_t<_ValueType>>(_Ilist, _STD forward<_Types>(_Args)...);
}

拷贝构造对应三种内存形态有着不同的拷贝方式,对于 Trivial 内存,直接 memcpy 对拷,对于 Small 和 Big 内存,则拷贝 RTTI 并调用 RTTI 结构体中对应的拷贝函数来做拷贝操作。移动构造和其他构造最终会调用到内部方法 _Move_from_Emplace,下面是定义:

代码语言:javascript
复制
void _Move_from(any& _That) noexcept {
    _Storage._TypeData = _That._Storage._TypeData;
    switch (_Rep()) {
    case _Any_representation::_Small:
        _Storage._SmallStorage._RTTI = _That._Storage._SmallStorage._RTTI;
        _Storage._SmallStorage._RTTI->_Move(&_Storage._SmallStorage._Data, &_That._Storage._SmallStorage._Data);
        break;
    case _Any_representation::_Big:
        _Storage._BigStorage._RTTI = _That._Storage._BigStorage._RTTI;
        _Storage._BigStorage._Ptr  = _That._Storage._BigStorage._Ptr;
        _That._Storage._TypeData   = 0;
        break;
    case _Any_representation::_Trivial:
    default:
        _CSTD memcpy(_Storage._TrivialData, _That._Storage._TrivialData, sizeof(_Storage._TrivialData));
        break;
    }
}

template <class _Decayed, class... _Types>
_Decayed& _Emplace(_Types&&... _Args) { // emplace construct _Decayed
    if constexpr (_Any_is_trivial<_Decayed>) {
        // using the _Trivial representation
        auto& _Obj = reinterpret_cast<_Decayed&>(_Storage._TrivialData);
        _Construct_in_place(_Obj, _STD forward<_Types>(_Args)...);
        _Storage._TypeData =
            reinterpret_cast<uintptr_t>(&typeid(_Decayed)) | static_cast<uintptr_t>(_Any_representation::_Trivial);
        return _Obj;
    } else if constexpr (_Any_is_small<_Decayed>) {
        // using the _Small representation
        auto& _Obj = reinterpret_cast<_Decayed&>(_Storage._SmallStorage._Data);
        _Construct_in_place(_Obj, _STD forward<_Types>(_Args)...);
        _Storage._SmallStorage._RTTI = &_Any_small_RTTI_obj<_Decayed>;
        _Storage._TypeData =
            reinterpret_cast<uintptr_t>(&typeid(_Decayed)) | static_cast<uintptr_t>(_Any_representation::_Small);
        return _Obj;
    } else {
        // using the _Big representation
        _Decayed* const _Ptr       = ::new _Decayed(_STD forward<_Types>(_Args)...);
        _Storage._BigStorage._Ptr  = _Ptr;
        _Storage._BigStorage._RTTI = &_Any_big_RTTI_obj<_Decayed>;
        _Storage._TypeData =
            reinterpret_cast<uintptr_t>(&typeid(_Decayed)) | static_cast<uintptr_t>(_Any_representation::_Big);
        return *_Ptr;
    }
}

_Move_from 与拷贝构造中做的事情类似,只是操作改成了 _Move,另外,对于 Big 内存,直接拷贝指针,这个也很好理解。_Emplace 中则是针对不同内存创建 _Storage,这里要注意的是 _TypeData 的处理手法,是取类型对应的 std::type_info 指针并与 enum 定义指针相或,从而取得每个类型独一无二的一个 id。

下面来看 _Storage 的定义:

代码语言:javascript
复制
struct _Small_storage_t {
        unsigned char _Data[_Any_small_space_size];
        const _Any_small_RTTI* _RTTI;
    };
    static_assert(sizeof(_Small_storage_t) == _Any_trivial_space_size);

    struct _Big_storage_t {
        // Pad so that _Ptr and _RTTI might share _TypeData's cache line
        unsigned char _Padding[_Any_small_space_size - sizeof(void*)];
        void* _Ptr;
        const _Any_big_RTTI* _RTTI;
    };
    static_assert(sizeof(_Big_storage_t) == _Any_trivial_space_size);

    struct _Storage_t {
        union {
            unsigned char _TrivialData[_Any_trivial_space_size];
            _Small_storage_t _SmallStorage;
            _Big_storage_t _BigStorage;
        };
        uintptr_t _TypeData;
    };
    static_assert(sizeof(_Storage_t) == _Any_trivial_space_size + sizeof(void*));
    static_assert(is_standard_layout_v<_Storage_t>);

    union {
        _Storage_t _Storage{};
        max_align_t _Dummy;
    };

跟上面说的一样,Small 内存和 Big 内存还需要额外保存一个 RTTI 结构体指针,用于管理生命周期,_Storage_t 本身则是一个 union,由 _SmallStorage_BigStorage_TrivialData 组成,此外,还保存了一个 _TypeData,即一个唯一的类型 id,之后会用于 std::any_cast 的类型校验。

再看其余部分就很简单了,首先是析构和 operator=

代码语言:javascript
复制
~any() noexcept {
    reset();
}

// Assignment [any.assign]
any& operator=(const any& _That) {
    *this = any{_That};
    return *this;
}

any& operator=(any&& _That) noexcept {
    reset();
    _Move_from(_That);
    return *this;
}

template <class _ValueType, enable_if_t<conjunction_v<negation<is_same<decay_t<_ValueType>, any>>,
                                            is_copy_constructible<decay_t<_ValueType>>>,
                                int> = 0>
any& operator=(_ValueType&& _Value) {
    // replace contained value with an object of type decay_t<_ValueType> initialized from _Value
    *this = any{_STD forward<_ValueType>(_Value)};
    return *this;
}

然后是一些 std::any 提供的接口:

代码语言:javascript
复制
template <class _ValueType, class... _Types,
    enable_if_t<
        conjunction_v<is_constructible<decay_t<_ValueType>, _Types...>, is_copy_constructible<decay_t<_ValueType>>>,
        int> = 0>
decay_t<_ValueType>& emplace(_Types&&... _Args) {
    // replace contained value with an object of type decay_t<_ValueType> initialized from _Args...
    reset();
    return _Emplace<decay_t<_ValueType>>(_STD forward<_Types>(_Args)...);
}
template <class _ValueType, class _Elem, class... _Types,
    enable_if_t<conjunction_v<is_constructible<decay_t<_ValueType>, initializer_list<_Elem>&, _Types...>,
                    is_copy_constructible<decay_t<_ValueType>>>,
        int> = 0>
decay_t<_ValueType>& emplace(initializer_list<_Elem> _Ilist, _Types&&... _Args) {
    // replace contained value with an object of type decay_t<_ValueType> initialized from _Ilist and _Args...
    reset();
    return _Emplace<decay_t<_ValueType>>(_Ilist, _STD forward<_Types>(_Args)...);
}

void reset() noexcept { // transition to the empty state
    switch (_Rep()) {
    case _Any_representation::_Small:
        _Storage._SmallStorage._RTTI->_Destroy(&_Storage._SmallStorage._Data);
        break;
    case _Any_representation::_Big:
        _Storage._BigStorage._RTTI->_Destroy(_Storage._BigStorage._Ptr);
        break;
    case _Any_representation::_Trivial:
    default:
        break;
    }
    _Storage._TypeData = 0;
}

void swap(any& _That) noexcept {
    _That = _STD exchange(*this, _STD move(_That));
}

// Observers [any.observers]
_NODISCARD bool has_value() const noexcept {
    return _Storage._TypeData != 0;
}

_NODISCARD const type_info& type() const noexcept {
    // if *this contains a value of type T, return typeid(T); otherwise typeid(void)
    const type_info* const _Info = _TypeInfo();
    if (_Info) {
        return *_Info;
    }

    return typeid(void);
}

template <class _Decayed>
_NODISCARD const _Decayed* _Cast() const noexcept {
    // if *this contains a value of type _Decayed, return a pointer to it
    const type_info* const _Info = _TypeInfo();
    if (!_Info || *_Info != typeid(_Decayed)) {
        return nullptr;
    }

    if constexpr (_Any_is_trivial<_Decayed>) {
        // get a pointer to the contained _Trivial value of type _Decayed
        return reinterpret_cast<const _Decayed*>(&_Storage._TrivialData);
    } else if constexpr (_Any_is_small<_Decayed>) {
        // get a pointer to the contained _Small value of type _Decayed
        return reinterpret_cast<const _Decayed*>(&_Storage._SmallStorage._Data);
    } else {
        // get a pointer to the contained _Big value of type _Decayed
        return static_cast<const _Decayed*>(_Storage._BigStorage._Ptr);
    }
}

template <class _Decayed>
_NODISCARD _Decayed* _Cast() noexcept { // if *this contains a value of type _Decayed, return a pointer to it
    return const_cast<_Decayed*>(static_cast<const any*>(this)->_Cast<_Decayed>());
}

static constexpr uintptr_t _Rep_mask = 3;

_NODISCARD _Any_representation _Rep() const noexcept { // extract the representation format from _TypeData
    return static_cast<_Any_representation>(_Storage._TypeData & _Rep_mask);
}
_NODISCARD const type_info* _TypeInfo() const noexcept { // extract the type_info from _TypeData
    return reinterpret_cast<const type_info*>(_Storage._TypeData & ~_Rep_mask);
}

也都不复杂, 就不再多说了。

make_any / any_cast

先看平时用的不多的 std::make_any

代码语言:javascript
复制
template <class _ValueType, class... _Types>
_NODISCARD any make_any(_Types&&... _Args) { // construct an any containing a _ValueType initialized with _Args...
    return any{in_place_type<_ValueType>, _STD forward<_Types>(_Args)...};
}
template <class _ValueType, class _Elem, class... _Types>
_NODISCARD any make_any(initializer_list<_Elem> _Ilist, _Types&&... _Args) {
    // construct an any containing a _ValueType initialized with _Ilist and _Args...
    return any{in_place_type<_ValueType>, _Ilist, _STD forward<_Types>(_Args)...};
}

就是将参数透传到 std::any 的初始化列表构造并执行。

然后是 std::any_cast

代码语言:javascript
复制
template <class _ValueType>
_NODISCARD const _ValueType* any_cast(const any* const _Any) noexcept {
    // retrieve a pointer to the _ValueType contained in _Any, or null
    static_assert(!is_void_v<_ValueType>, "std::any cannot contain void.");

    if constexpr (is_function_v<_ValueType> || is_array_v<_ValueType>) {
        return nullptr;
    } else {
        if (!_Any) {
            return nullptr;
        }

        return _Any->_Cast<_Remove_cvref_t<_ValueType>>();
    }
}
template <class _ValueType>
_NODISCARD _ValueType* any_cast(any* const _Any) noexcept {
    // retrieve a pointer to the _ValueType contained in _Any, or null
    static_assert(!is_void_v<_ValueType>, "std::any cannot contain void.");

    if constexpr (is_function_v<_ValueType> || is_array_v<_ValueType>) {
        return nullptr;
    } else {
        if (!_Any) {
            return nullptr;
        }

        return _Any->_Cast<_Remove_cvref_t<_ValueType>>();
    }
}

template <class _Ty>
_NODISCARD remove_cv_t<_Ty> any_cast(const any& _Any) {
    static_assert(is_constructible_v<remove_cv_t<_Ty>, const _Remove_cvref_t<_Ty>&>,
        "any_cast<T>(const any&) requires remove_cv_t<T> to be constructible from "
        "const remove_cv_t<remove_reference_t<T>>&");

    const auto _Ptr = _STD any_cast<_Remove_cvref_t<_Ty>>(&_Any);
    if (!_Ptr) {
        _Throw_bad_any_cast();
    }

    return static_cast<remove_cv_t<_Ty>>(*_Ptr);
}
template <class _Ty>
_NODISCARD remove_cv_t<_Ty> any_cast(any& _Any) {
    static_assert(is_constructible_v<remove_cv_t<_Ty>, _Remove_cvref_t<_Ty>&>,
        "any_cast<T>(any&) requires remove_cv_t<T> to be constructible from remove_cv_t<remove_reference_t<T>>&");

    const auto _Ptr = _STD any_cast<_Remove_cvref_t<_Ty>>(&_Any);
    if (!_Ptr) {
        _Throw_bad_any_cast();
    }

    return static_cast<remove_cv_t<_Ty>>(*_Ptr);
}
template <class _Ty>
_NODISCARD remove_cv_t<_Ty> any_cast(any&& _Any) {
    static_assert(is_constructible_v<remove_cv_t<_Ty>, _Remove_cvref_t<_Ty>>,
        "any_cast<T>(any&&) requires remove_cv_t<T> to be constructible from remove_cv_t<remove_reference_t<T>>");

    const auto _Ptr = _STD any_cast<_Remove_cvref_t<_Ty>>(&_Any);
    if (!_Ptr) {
        _Throw_bad_any_cast();
    }

    return static_cast<remove_cv_t<_Ty>>(_STD move(*_Ptr));
}

所有 std::any_cast 最终都会先取保存的 std::type_info 然后与目标类型相比较,失败则抛出 std::bad_any_cast,否则则返回 value。这里要注意的是返回的类型会根据 std::any_cast 的入参产生变化:

  • const any* const -> const _ValueType*
  • any* const _Any -> _ValueType*
  • const any& _Any -> remove_cv_t<_Ty>
  • any& _Any -> remove_cv_t<_Ty>
  • any&& _Any -> remove_cv_t<_Ty>

总结起来就是入参的 std::any 为指针时,返回指针,否则返回 remove_cv_t<_Ty>,所以使用时如果对应的是结构体 / 类,应该尽量获取指针或者引用来保持高效,避免内存拷贝降低性能(例子可以看文首的介绍)。

总结

  • std::any 可以用于保存任意内存
  • std::any 内部将内存分为 Trivial、Small、Big 三种,Trivial 内存直接对拷,Small 内存需要保存额外的拷贝、移动、销毁指针,具体操作是 in_place 的,Big 内存需要保存额外的拷贝、销毁指针,具体操作是堆内存的 new、delete
  • std::any 内部保存了 std::type_info 的指针,用于 std::any_cast 校验类型
  • std::any_cast 会依据 std::type_info 做类型校验
  • std::any_cast 的返回值会根据入参类型发生变化,入参为指针则返回指针,否则返回 remove_cv_t<_Ty>
本文参与 腾讯云自媒体分享计划,分享自作者个人站点/博客。
如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

本文分享自 作者个人站点/博客 前往查看

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

本文参与 腾讯云自媒体分享计划  ,欢迎热爱写作的你一起参与!

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
目录
  • std::any 介绍
  • 源码阅读
    • 异常
      • 内存类型
        • RTTI
          • any
            • make_any / any_cast
            • 总结
            领券
            问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档