带有转发的延迟初始化

lazy initialization with forwarding

本文关键字:延迟 初始化 转发      更新时间:2023-10-16

采用一个可能具有以下接口的"惰性"构造函数:

template<class T>
struct LazyConstruct {
   // accept any number of arguments, 
   // which would later be used to construct T
   template<class... U>
   LazyConstruct(U&&... u) {
       // store the arguments somehow
   }
   T& get() {
      if(!data) data.reset( new T( /* unpack the arguments */ ) );
      return *data;
   }
private:
   std::unique_ptr<T> data;
};

实现这一点的好方法是什么?

这里有一个复杂的方法来做你想做的事情。其基本思想是让LazyConstruct将参数包存储在tuple中,然后根据需要对tuple进行解包以构建T

template<class T, class... Args>
struct LazyConstruct {
   // accept any number of arguments, 
   // which would later be used to construct T
   template<class... U>
   LazyConstruct(U&&... u)
   : args(std::make_tuple(std::forward<U>(u)...))
   {
   }
   T& get() {
      if(!data) data = create(std::index_sequence_for<Args...>());
      return *data;
   }
   template<std::size_t... I>
   std::unique_ptr<T> create(std::index_sequence<I...>)
   {
      return std::unique_ptr<T>{new T(std::get<I>(args)...)};
   }
private:
   std::tuple<typename std::decay<Args>::type...> args;
   std::unique_ptr<T> data;
};

我使用的是C++14的std::index_sequence,如果您的标准库实现没有提供这个,那么SO(this或this)上有几个示例显示了如何实现它。

最后用辅助函数模板构造LazyConstruct实例

template<class T, class... Args>
LazyConstruct<T, Args...> make_LazyConstruct(Args&&... args)
{
    return LazyConstruct<T, Args...>{std::forward<Args>(args)...};
}

现场演示


另一个基于Alf答案的版本使用std::function,这样LazyConstruct的类型就不会根据T的构造函数签名而改变。

template<class T>
struct LazyConstruct {
   template<class... Args>
   LazyConstruct(Args&&... args)
   : holder([this, args = std::make_tuple(std::forward<Args>(args)...)]() {
            return create(std::index_sequence_for<Args...>(), std::move(args));
       })
   {
   }
   T& get() {
      if(!data) data = holder();
      return *data;
   }
   template<std::size_t... I, class Tuple>
   std::unique_ptr<T> create(std::index_sequence<I...>, Tuple args)
   {
      return std::unique_ptr<T>{new T(std::get<I>(args)...)};
   }
private:
   std::function<std::unique_ptr<T>()> holder;
   std::unique_ptr<T> data;
};

实时演示

我不确定你的问题,但对于延迟初始化,我建议你使用类似boost::optional<T>的东西。您可以使用它延迟初始化,并且不会使用指针和堆内存。

class MyClass {
public:
    void f();
};
void anotherFunc(MyClass & c);
boost::optional<MyClass> mc; //Not initialized, empty, stack memory.
mc = MyClass{};
if (mc != boost::none)
    mc->f();
anotherFunc(*mc);

文档在这里:Boost.可选

最简单的方法可能只是捕获lambda中的参数。

template<class T>
struct LazyConstruct {
   // accept any number of arguments, 
   // which would later be used to construct T
   template<class... U>
   LazyConstruct(U&&... u)
       : create( [=]() -> T* { return new T(u...); } ) 
   {}
   T& get() {
      if(!data) data.reset( data.reset( create() ) );
      return *data;
   }
private:
   std::unique_ptr<T> data;
   std::function<auto()->T*> create;
};

免责声明:代码不被编译器的手触摸。

注意:虽然我现在还不能确切地说出这个想法出了什么问题(已经很晚了),但不知何故,懒惰的创作闻起来并不对劲。我怀疑优化过早。

根据前面的注释。您希望延迟并捕获参数。

编辑:通用解决方案,应该在C++11中工作。警告:未测试。应用函数作为练习。请参阅此处了解可能的实现:

template <class T>
struct make {
    template <class...Args>
    T operator()(Args &&... args) const {
        return T(std::forward<Args>(args)...);
  }
};

template <class T, class... Args>
struct object_builder {
    object_builder(Args... && args) :
        captured_args_(std::forward<Args>(args)...) {}
    T operator()() const {
        return apply(make<T>{},
                 captured_args_);
}
 private:
    std::tuple<Args...> captured_args_;
};

template <class T, class...Args>
object_builder<T, Args...> make_object_builder(Args &&...args) {
    return object_builder<T, Args...>(std::forward<Args>(args)...);
}
int main() {
    //Create builders with captured arguments
    auto scary_monster_builder = 
        make_object_builder<Monster>(scary, "big orc");
    auto easy_monster_builder = make_object_builder<Monster>(easy,
                                                         "small orc");
    //Instantiate objects with the captured arguments from before
    auto a_scary_monster = scary_monster_builder();
    auto an_easy_monster = easy_monster_builder();
}