实现一个类似std::vector的容器，没有未定义的行为
这可能会让一些程序员感到惊讶，而且令人惊讶的是，如果没有编译器的非标准支持，就不可能实现std::vector。问题本质上在于在原始存储区域上执行指针算术的能力。这篇名为p0593: Implicit creation of objects for low-level object manipulation的论文出现在@ShafikYaghmour中，它清楚地暴露了这个问题，并提出了对标准的修改，以使向量容器和其他法律级别编程技术的实现变得更容易。
然而，我想知道是否没有办法实现一个等价于std::vector的类型，只使用语言提供的东西，而不使用任何标准库。
目标是在原始存储区域中一个接一个地构造向量元素，并能够使用迭代器访问这些元素。这相当于std::vector上的push_back序列。
为了了解这个问题，下面是对在libc++或libstdc++中实现std::vector所执行的操作的简化：
void access_value(std::string x);
std::string s1, s2, s3;
//allocation
auto p=static_cast<std::string*>(::operator new(10*sizeof(std::string)));
//push_back s1
new(p) std::string(s1);
access_value(*p);//undefined behavior, p is not a pointer to object
//push_back s2
new(p+1) std::string(s2);//undefined behavior
//, pointer arithmetic but no array (neither implicit array of size 1)
access_value(*(p+1));//undefined behavior, p+1 is not a pointer to object
//push_back s2
new(p+2) std::string(s3);//undefined behavior
//, pointer arithmetic but no array
access_value(*(p+2));//undefined behavior, p+2 is not a pointer to object我的想法是使用一个从不初始化其成员的联合。
//almost trivialy default constructible
template<class T>
union atdc{
char _c;
T value;
atdc ()noexcept{ }
~atdc(){}
};原始存储将使用此联合类型的数组进行初始化，并始终在此数组上执行指针运算。然后在每个push_back处的联合的非活动成员上构造元素。
std::string s1, s2, s3;
auto p=::operator new(10*sizeof(std::string));
auto arr = new(p) atdc<std::string>[10];
//pointer arithmetic on arr is allowed
//push_back s1
new(&arr[0].value) std::string(s1); //union member activation
access_value(arr[0].value);
//push_back s2
new(&arr[1].value) std::string(s2);
access_value(arr[1].value);
//push_back s2
new(&arr[2].value) std::string(s2);
access_value(arr[2].value);在上面的代码中是否有任何未定义的行为？
回答 1
Stack Overflow用户
发布于 2018-10-26 04:00:18
这是正在积极讨论的话题，我们可以在proposal p0593: Implicit creation of objects for low-level object manipulation中看到这一点。这是对这些问题的一个非常坚实的讨论，以及为什么不进行更改就无法修复这些问题。如果您有不同的方法或对正在考虑的方法有强烈的看法，您可能想要联系提案的作者。
其中包括以下讨论：
2.3。数组的动态构造
考虑这个程序，它试图实现像std::vector这样的类型(为简洁起见，省略了许多细节)：
……
在实践中，此代码适用于一系列现有的实现，但根据C++对象模型，未定义的行为发生在点#a、#b、#c、#d和#e处，因为它们试图在不包含数组对象的已分配存储区域上执行指针算法。
在位置#b、#c和#d，对char*执行算术，在位置#a、#e和#f，对T*执行算术。理想情况下，这个问题的解决方案将使两个计算都具有定义的行为。
- Approach
上述代码片段有一个共同的主题:它们试图使用它们从未创建过的对象。事实上，有一类类型，程序员认为他们不需要显式地创建对象。我们建议识别这些类型，并仔细制定规则，通过隐式创建来消除显式创建此类对象的需要。
使用adc联合的方法有一个问题，我们希望能够通过指针T*，即通过std::vector::data来访问包含的数据。将联合作为T*访问将违反strict aliasing rules，因此是未定义的行为。
https://stackoverflow.com/questions/52996590
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