为什么LLVM的可选以<T>这种方式实现？

Why is LLVM's Optional<T> implemented this way?

本文关键字：gt 实现 方式 lt LLVM 为什么      更新时间：2023-10-16

我偶然发现了一个基于LLVM的Optional.h类的Optional<T>的实现，并不能完全弄清楚为什么它是这样实现的。

为了保持简短，我只粘贴了我不理解的部分:

template <typename T>
class Optional
{
private:
    inline void* getstg() const { return const_cast<void*>(reinterpret_cast<const void*>(&_stg)); }
    typedef typename std::aligned_storage<sizeof(T), std::alignment_of<T>::value>::type storage_type;
    storage_type _stg;
    bool _hasValue;
public:
    Optional(const T &y) : _hasValue(true)
    {
        new (getstg()) T(y);
    }
    T* Get() { return reinterpret_cast<T*>(getstg()); }
}

和我能想到的最朴素的实现:

template <typename T>
class NaiveOptional
{
private:
    T* _value;
    bool _hasValue;
public:
    NaiveOptional(const T &y) : _hasValue(true), _value(new T(y))
    {
    }   
    T* Get() { return _value; }
}

问题:

  1. 如何解释storage_type ?作者的意图是什么?
  2. new (getstg()) T(y);这一行的语义是什么?
  3. 为什么天真的实现不起作用(或者，Optional<T>类比NaiveOptional<T>有什么优点)?

简短的回答是"性能"。

长答:

  1. storage_type提供了一个内存区域，该区域(a)足够大以适合类型T， (b)适合类型T。未对齐的内存访问速度较慢。也请参阅医生。
  2. new (getstg()) T(y)是一个新的位置。它不分配内存，而是在传递给它的内存区域中构造一个对象。文档(在所有形式的new上-搜索"placement new")。
  3. 朴素实现确实有效，但性能较差。它使用动态内存分配，这通常会成为瓶颈。Optional<T>实现不使用动态内存分配(参见上面的一点)。

Std::optional应该是从函数返回的。这意味着您必须将指针引用的内容存储在某个地方。这就违背了这个类

的目的

此外，你不能只使用纯T，否则你就必须以某种方式构造它。可选允许内容不初始化，有些类型不能默认构造。

为了使类在支持的类型方面更加灵活，使用了合适且正确对齐的存储。并且只有当optional为活动时，才会在其上构造真类型

你想到的可能是std::variant之类的东西?

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