为什么只有这些C++标准库容器能够保证允许不完整类型？

Question

众所周知，通常情况下，C++标准库容器无法与不完整类型一起实例化。这样做的结果是未定义行为，尽管在实践中，给定的实现将接受代码而没有问题，或者发出编译错误。有关此限制的讨论可以在这里找到：为什么C ++容器不允许不完整类型？ 但是，在C++17中，有三个容器明确允许不完整类型：std::forward_list(26.3.9.1/4)，std::list(26.3.10.1/4)和std::vector(26.3.11.1/4)。

这是N4510的结果。该文件指出，“基于Issaquah会议上的讨论”，决定首先将此支持限制在这三个容器中。但是为什么呢？

- Brian Bi

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这些容器只需要一个指向所存储对象类型的 指针。对于指向类型的指针，你不需要完整的定义。 - Some programmer dude

我很惊讶于 std::forward_list 和 std::list 允许这样做，因为它们的节点可以通过值存储对象。我猜想 在引用列表的任何成员之前，T 必须是完整的类型。"fixes" 这个问题。 - NathanOliver

@Someprogrammerdude 你对于 std::deque 有什么看法？我认为 deque 并不需要提前完整的类型，因为它本质上是 list 和 vector 的混合体。 - user7860670

Answer 1

因为我们知道如何实现这些容器来处理不完整的类型，而不会破坏ABI。

另一方面，std::array需要知道元素的大小（例如）。

- Marshall Clow

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Q. 向量（vector）难道不也需要知道对象的大小吗？默认分配器肯定是基于对象大小工作的。 - Mansoor

libc++可以为其他容器添加支持——但是我们必须改变这些容器的ABI。我们并不想这样做。 - Marshall Clow

@Mansoor 这就是 T 须在引用 list 的任何成员之前完成特化的地方。这时候就需要使用语言了。仅仅实例化类时，您不需要知道 T。但是，在实际使用类时，标准要求在使用之前必须将其完整定义。 - NathanOliver

@NathanOliver 的那个 "T 应该在……之前完成" 打开了许多用途，不仅限于容器。并且将 "不完整类型" 错误减少到了意味着 "你没有提供足够的代码"。 - Ripi2

N3890表示，libc++的deque会发生ABI破坏，但并未对unordered_map等其他内容提出类似的声明。 - Brian Bi

Answer 2

为什么？

标准容器不允许使用不完整类型的原因是有些容器可以使用它们，但有些不能。当时他们不想过多考虑这个问题，并在所有标准容器中全面禁止使用不完整类型。

Matt Austern在他的文章《The Standard Librarian: Containers of Incomplete Types》中记录了这一点，但该文章已不再可用，但还在Boost Containers of Incomplete Types中引用。

C++17的这一变化通过撤销这个全面禁令来纠正造成的伤害。

- Maxim Egorushkin

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C++17所做的允许在某种程度上是有追溯性的，我不知道有哪个实现不允许由于语法而存在不完整类型。相当多的人依赖它或boost的variant。 - Swift - Friday Pie