构造一个没有默认构造函数的空对象答案

【问题标题】：Construct an empty object without the default constructor构造一个没有默认构造函数的空对象
【发布时间】：2019-11-22 06:23:41
【问题描述】：

假设我有一个类型F。我知道F是空的，但是F没有默认构造函数，所以我不能用F()来构造它。有没有办法获得F 类型的有效对象？我似乎记得提到过，有一种方法可以神秘地使用联合。理想情况下，它应该是 constexpr 友好的。

这很有用，因为无捕获 lambda 仅在 C++20 中获得了默认构造函数。在 C++17 中，如果我想“将 lambda 传递给模板”并在没有它的实例的情况下调用该 lambda，我需要能够从类型重构它。

auto const f = [](int x) { return x; };
using F = decltype(f);

static_assert(std::is_empty_v<F>);
static_assert(!std::is_default_constructible_v<F>);

magically-construct-an-F(42);

【问题讨论】：

"在 C++17 中，如果我想“将 lambda 传递给模板”" 就不要这样做了。只需创建一个带有operator() 重载的struct。打字不多：struct F {auto operator()(int x) {return x;}};
什么模板要默认构造函数对象？您是否要排除实际功能？
@Caleth：例如，给std::set/map 的比较函子。它必须是可默认构造的，以便可以用于比较元素。
@Caleth 简而言之，对于我的特定用例，这允许您将空对象的成员函数提升为静态成员函数，从而为您节省一个指针参数。在我的特定用例中，编译器无法删除该指针。而且，对于我的特定用例，我找到了一种可能的解决方法。

标签： c++ language-lawyer c++17 empty-class

【解决方案1】：

对于您自己的类型，您可以从自身复制或移动构造一个对象：F f = f。这本身不会导致 UB，请参阅CWG363。但是，对于编译器提供的闭包类型，即使您知道它是空的，也不是很清楚。

【讨论】：

"您可以从自身复制或移动构造一个对象。" 好的，那么...您如何获得“自身”？
@NicolBolas MyClass foo(foo); 我猜？
如果你也保证std::is_trivially_copyable_v<F>呢？在这种情况下，复制构造函数应该是无操作的，因此可以保证它可以工作。
@Justin：我的意思是它在逻辑上破坏了 C++，正如我在后续句子中解释的那样。语言清楚地认为你应该能够做和/或阻止的事情实际上并不能阻止这些事情。就像x.y 遵循公共/私人规则，但x->y 没有，让您访问所有内容。 private 在技术上仍然存在并且可以工作，但是让它变得毫无意义是微不足道的。这里也是如此：控制谁来构造你的类型的能力应该存在在 C++ 中。
@NicolBolas 我想知道为什么这不算访问 f By the definition of access?

【解决方案2】：

但F 没有默认构造函数

如果是这种情况，那么用户要么显式删除它，要么因为用户提供了其他构造函数而被隐式删除。无论哪种情况，类型都不是 Trivial。

如果一个对象是非平凡的，那么要创建该类型的对象而不从现有实例复制/移动，您必须显式调用某种构造函数。没有办法解决这个问题。

即使是联合的常见初始顺序规则也不允许您创建另一个对象。它只允许访问另一个对象的非静态数据成员。由于您的对象是空的，因此这对您没有任何价值。

【讨论】：

“即使是联合的常见初始顺序规则也不允许您创建另一个对象” 那么编译器错误报告可能是按顺序排列的。我测试的每个编译器都接受这个代码，它在constexpr：godbolt.org/z/RSEfax
@Justin：那些编译器有问题。允许这样的事情会彻底破坏 C++ 对象模型。
gcc、clang、MSVC、icc 和我测试的所有其他编译器在constexpr 上允许这样做的事实（暗示他们认为这是已定义的行为）表明这里可能会发生更多事情.似乎每个编译器都不太可能有同样的错误。或者有可能每个编译器都允许它作为实现定义
@贾斯汀：This is intro.object/1。它指定了对象可以存在的方式。隐式创建联合成员的规则不包括从函数返回命名成员。因此，这不是其中之一。因此，除非您可以显示标准在哪里明确指出这不是 UB，并且该代码以某种方式导致对象出现，否则所有这些编译器都会以这种方式被破坏。此外，如果您能找到这样的事情，请将其作为缺陷报告归档，因为您不应该这样做。
@Justin：在该示例中，您将什么传递给 f2，以及如何/为什么？