std::optional 成员是否连续存储？答案

【问题标题】：Are std::optional members stored contiguously?std::optional 成员是否连续存储？
【发布时间】：2021-08-27 13:42:44
【问题描述】：

我想我对如何存储可选值感到有些困惑。在构造包含std::optional<T> 成员的类或结构时，这些成员是连续存储在内存中还是可选动态分配？例如，下面的结构会是一个连续的内存块吗？

struct Material
    {
        std::string name;
        std::optional<size_t> albedo;
        std::optional<size_t> normal;
        std::optional<size_t> metalness;
        std::optional<size_t> roughness;
        std::optional<size_t> ao; // ambient occlusion
        bool hasAlphaChannel = false;
    };

【问题讨论】：

除了std::optional 内部存储之外，您仍然担心padding 可能会导致您的成员不连续。

标签： c++ std stdoptional

【解决方案1】：

optional 要求不使用动态分配。

如果一个可选项包含一个值，则该值保证作为可选对象占用空间的一部分进行分配，即不会发生动态内存分配。因此，即使定义了 operator*() 和 operator->()，可选对象也建模对象，而不是指针。

https://en.cppreference.com/w/cpp/utility/optional

还有optional 的成员变量和可能发生的填充。所以不，它们不一定是连续的，但它们在您声明它们的对象内。

【讨论】：

【解决方案2】：

根据标准std::optional禁止为其直接成员使用动态内存。

一种可能的布局例如是：

template<class T>
class optional
{
    bool engaged;
    union {
        T value;
        unsigned char reserved;
    };
};

【讨论】：

reserved 是不必要的
该名称在此上下文中不是可选的。
不需要名为reserved 的整个成员。 union { T value; } 有效。