在 C++ 中定义对象而不调用其构造函数

Question

在 C++ 中，我想将一个对象定义为这样的类的成员：

Object myObject;

但是这样做会尝试调用它的无参数构造函数，它不存在。但是，我需要在包含类完成一些初始化之后调用构造函数。像这样。

class Program
{
public:
   Object myObject; //Should not try to call the constructor or do any initializing
   Program()
   {
      ...

      //Now call the constructor
      myObject = Object(...);
   }

}

Answer 1

存储指向 Object 而不是实际的 Object 的指针

因此：

class Program
{
public:
   Object* myObject; // Will not try to call the constructor or do any initializing
   Program()
   {
      //Do initialization
      myObject = new Object(...);  // Initialised now
   }

}

不要忘记在析构函数中delete 它。现代 C++ 可以帮助您，因为您可以使用 auto_ptr shared_ptr 而不是原始内存指针。

Answer 2

其他人发布了使用原始指针的解决方案，但智能指针会更好：

class MyClass {
  std::unique_ptr<Object> pObj;
  // use boost::scoped_ptr for older compilers; std::unique_ptr is a C++0x feature
public:
  MyClass() {
    // ...
    pObj.reset(new Object(...));
    pObj->foo();
  }
  // Don't need a destructor
};

这避免了添加析构函数的需要，并隐式禁止复制（除非您编写自己的 operator= 和 MyClass(const MyClass &)。

如果你想避免单独的堆分配，这可以通过 boost 的aligned_storage 和placement new 来完成。未经测试：

template<typename T>
class DelayedAlloc : boost::noncopyable {
  boost::aligned_storage<sizeof(T)> storage;
  bool valid;
public:
  T &get() { assert(valid); return *(T *)storage.address(); }
  const T &get() const { assert(valid); return *(const T *)storage.address(); }

  DelayedAlloc() { valid = false; }

  // Note: Variadic templates require C++0x support
  template<typename Args...>
  void construct(Args&&... args)
  {
    assert(!valid);
    new(storage.address()) T(std::forward<Args>(args)...);
    valid = true;
  }

  void destruct() {
    assert(valid);
    valid = false;
    get().~T();
  }

  ~DelayedAlloc() { if (valid) destruct(); }
};

class MyClass {
  DelayedAlloc<Object> obj;
public:
  MyClass() {
    // ...
    obj.construct(...);
    obj.get().foo();
  }
}

或者，如果Object 是可复制的（或可移动的），您可以使用boost::optional：

class MyClass {
  boost::optional<Object> obj;
public:
  MyClass() {
    // ...
    obj = Object(...);
    obj->foo();
  }
};

Answer 3

你可以通过这个技巧完全控制对象的构造和销毁：

template<typename T>
struct DefferedObject
{
    DefferedObject(){}
    ~DefferedObject(){ value.~T(); }
    template<typename...TArgs>
    void Construct(TArgs&&...args)
    {
        new (&value) T(std::forward<TArgs>(args)...);
    }
public:
    union
    {
        T value;
    };
};

应用于您的样品：

class Program
{
public:
   DefferedObject<Object> myObject; //Should not try to call the constructor or do any initializing
   Program()
   {
      ...

      //Now call the constructor
      myObject.Construct(....);
   }

}

此解决方案的一大优势在于，它不需要任何额外的分配，并且对象内存分配正常，但您可以在调用构造函数时进行控制。

Another sample link

Answer 4

如果您可以访问 boost，则提供了一个方便的对象，称为 boost::optional<> - 这避免了动态分配的需要，例如

class foo
{
  foo()  // default std::string ctor is not called..
  {
    bar = boost::in_place<std::string>("foo"); // using in place construction (avoid temporary)
  }
private:
  boost::optional<std::string> bar;
};

Answer 5

如果您可以将其他初始化移到构造函数中，您也可以重写代码以使用构造函数初始化列表：

class MyClass
  {
    MyObject myObject; // MyObject doesn't have a default constructor
  public:
    MyClass()
      : /* Make sure that any other initialization needed goes before myObject in other initializers*/
      , myObject(/*non-default parameters go here*/)
      {
      ...
      }
  };

您需要注意，遵循这样的模式将导致您在构造函数中做大量工作，这反过来又导致需要掌握异常处理和安全性（作为返回错误的规范方法从构造函数是抛出异常）。

Answer 6

您可以使用指针（或智能指针）来执行此操作。如果您不使用智能指针，请确保在删除对象时您的代码释放内存。如果您使用智能指针，请不要担心。

class Program
{
public:
   Object * myObject;
   Program():
      myObject(new Object())
   {
   }
   ~Program()
   {
       delete myObject;
   }
   // WARNING: Create copy constructor and = operator to obey rule of three.
}

Answer 7

一个涉及匿名联合和放置新的技巧

这类似于 jenkas 的回答，但更直接

class Program
{
public:
   union{
   Object myObject;
   }; //being a union member in this case prevents the compiler from attempting to call the (undefined) default constructor
   
   Program()
   {
      ...

      //Now call the constructor
      new (&myObject) Object(...);
   }
   ~Program()
   {
      myobject.~Object(); //also make sure you explicitly call the object's destructor
   }

}

但问题是现在您必须显式定义所有特殊成员函数，因为默认情况下编译器会删除它们。