C++：在堆栈上使用未初始化的数据

Question

我想创建一个适配器，它使用函数签名为void convert(void* input, T* out, int* ok)的函数（其中T被重载为任何类型），而ok表示是否发生错误（这些函数已提供，我无法更改其内容）。以下是模板内部功能的一部分：

template<typename T>
T convert_adapter(void* input){
    T result;
    int ok = 1;
    convert(input, &result, &ok);
    if (!ok)
        throw Exception("error during conversion");
    return result;
}

对于像 int 和简单结构体这样的类型，这样做已经足够好了，但是对于没有默认构造函数的更复杂的类和结构体而言会失败，因为result不能在第一行进行默认初始化。事实上，如果convert中发生错误，我不使用result，而如果没有发生错误，convert将自己分配一个初始化值给result (*out = {...})，所以我从来不需要初始化result。

如何向convert提供适当类型的未初始化数据指针？我知道我可以用char[sizeof(T)]来做到这一点，但我想知道是否有更优雅的解决方案。

编辑：我现在意识到这个问题与C++的一些基本概念相违背，我将尝试与convert的提供者交谈，寻找解决方案。我将保留此问题，以备后人参考。

- bentheiii

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“convert” 不是初始化，而是赋值。如果使用 char[sizeof(T)] 而不将 “convert” 更改为初始化而不是赋值，则结果不会很好。 - StoryTeller - Unslander Monica

你正在做的几乎肯定是未定义行为。这种从内存中进行的类型转换是对对象进行X射线检查，甚至可能无法与POD类型一起使用。它被称为type punning，并且违反了C++的strict aliasing规则。 - Fantastic Mr Fox

convert() 对于不支持默认构造函数的类型有哪些现有用例？例如，如果调用 convert(input, &some_foo, int *ok)，其中 some_foo 是类型为 Foo 的变量，那么 some_foo 如何初始化？有了这些信息，您可能能够指定适当的 convert_adapter<Foo>() 特化。如果没有这些信息，任何人都只能猜测。 - Peter

@Peter，例如，一个接受两个整数的类Point。convert可以执行以下操作：*out = {3,4}; - bentheiii

你被允许阅读convert的源代码吗？如果是这样，请发布它。如果不是，您需要阅读文档。如果convert的作者打算将其与这些类一起使用，则会在文档中提供指南。绝对不可能编写适用于所有类的convert，因此作者需要选择一些固定的类型convert能够处理，并在文档中进行描述。 - n. m.

Answer 1

(*out = {...})这并不是初始化。

赋值和初始化并不相同。在您试图优化的情况下，对未初始化的数据进行赋值是未定义行为。

您可以使用放置new来进行初始化，但由于无法更改convert的主体，因此不允许这样做。

- Yakk - Adam Nevraumont

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是的，但是将已初始化的值分配给相同类型的变量会被视为初始化，不是吗？除非该类型重载了赋值运算符。 - bentheiii

好的。我希望有一种方法可以在不破坏的情况下进行分配，或者在不初始化的情况下进行声明，但我看到我以错误的心态来解决这个问题了。 - bentheiii

@benth 不，它不会。默认情况下进行的是逐元素赋值。如果递归地没有赋值重载，则您的数据可能是pod，并且在第一种情况下构造它可能是免费的。请参阅三（五（零））法则。 - Yakk - Adam Nevraumont

@bentheiii 你可以构造内存地址，并在堆栈上为没有对象的对象创建内存。但是你说你不能更改执行赋值的函数，所以你很不幸：它会分配，并且分配要求已经有一个对象存在。 - Yakk - Adam Nevraumont

Answer 2

既然result已经被返回了，为什么不改变convert_adapter的签名呢？你可以将其作为输出参数而不是返回值：

template<typename T>
convert_adapter(void* input, T* result){
    int ok = 1;
    convert(input, result, &ok);
    if (!ok)
        throw Exception("error during conversion");
    return;
}

这样，您可以在convert_adapter之外初始化result，从而可以使用非默认构造函数。无论如何，在调用convert_adapter时都必须存在类型为T的变量，因为您可能想将结果分配给某些东西。

T result(non,default,contructor,parameter,values);
//result = convert_adapter(input); // old
convert_adapter(input, &result); // new

- Detonar