std::aligned_storage

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(C++11)
(C++11)
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(C++20)
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类型特性常量
(C++11)(C++17)(C++11)(C++11)
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(C++17)
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常量求值语境
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受支持操作
(C++11)(C++11)(C++11)
(C++11)(C++11)(C++11)
(C++11)(C++11)(C++11)
(C++11)(C++11)(C++11)
(C++11)(C++11)(C++11)
(C++11)(C++11)(C++11)
(C++11)(C++11)(C++11)
(C++11)(C++11)(C++11)
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关系与属性查询
类型修改
(C++11)(C++11)(C++11)
(C++11)(C++11)(C++11)
(C++11)
(C++11)
类型变换
aligned_storage
(C++11)
(C++11)
(C++11)
(C++20)
(C++11)
(C++17)
(C++11)
(C++11)
(C++20)
(C++11)
(C++11)(C++20 前)(C++17)
(C++20)
 
定义于头文件 <type_traits>
template< std::size_t Len, std::size_t Align = /*default-alignment*/ >
struct aligned_storage;
 (C++11 起)

提供嵌套类型 type ，其为平凡的标准布局类型，适于作为任何大小至多为 Len 且对齐要求为 Align 的因数的对象的未初始化存储。

Align 的默认值是任何大小至多为 Len 的对象的最强（最大）对齐要求。若不使用默认值，则 Align 对于某类型 T 必须为 alignof(T) 的值，否则行为未定义。

若 Len == 0 则行为未定义。

是否支持任何扩展对齐是实现定义的。

添加 aligned_storage 的特化的程序行为未定义。

成员类型

 
名称 定义
type 长度至少为 Len 的 POD 类型，带对齐要求 Align

辅助类型

template< std::size_t Len, std::size_t Align = /*default-alignment*/ >
using aligned_storage_t = typename aligned_storage<Len, Align>::type;
 (C++14 起)

注解

std::aligned_storage<>::type 所定义的类型能用于创建适合保有给定类型对象的未初始化内存块，可选地对齐严格于其自然对齐要求，例如在缓存或页边界上。

同任何其他未初始化存储，通过使用布置 new 创建对象，并以显式的析构函数调用销毁。

可能的实现

除了默认实参， aligned_storage 能通过 alignas 表达： 

template<std::size_t Len, std::size_t Align /* 未实现默认对齐 */>
struct aligned_storage {
    struct type {
        alignas(Align) unsigned char data[Len];
    };
};

示例

原始的静态 vector 类，演示于对齐存储中创建、访问及析构对象

运行此代码
#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <string>
 
template<class T, std::size_t N>
class static_vector
{
    // N 个 T 的正确对齐的未初始化存储
    typename std::aligned_storage<sizeof(T), alignof(T)>::type data[N];
    std::size_t m_size = 0;
 
public:
    // 于对齐存储创建对象
    template<typename ...Args> void emplace_back(Args&&... args) 
    {
        if( m_size >= N ) // 可行的错误处理
            throw std::bad_alloc{};
        new(data+m_size) T(std::forward<Args>(args)...);
        ++m_size;
    }
 
    // 访问对齐存储中的对象
    const T& operator[](std::size_t pos) const 
    {
        // 注意： C++17 起需要 std::launder
        return *reinterpret_cast<const T*>(data+pos);
    }
 
    // 从对齐存储删除对象
    ~static_vector() 
    {
        for(std::size_t pos = 0; pos < m_size; ++pos) {
            // 注意： C++17 起需要 std::launder
            reinterpret_cast<T*>(data+pos)->~T();
        }
    }
};
 
int main()
{
    static_vector<std::string, 10> v1;
    v1.emplace_back(5, '*');
    v1.emplace_back(10, '*');
    std::cout << v1[0] << '\n' << v1[1] << '\n';
}

输出： 

*****
**********

参阅

alignas 说明符(C++11) 指定该变量的存储应该按指定量对齐
(C++11)
 获取类型的对齐要求
(类模板)
(C++11)
 定义适于用作所有给定类型的未初始化存储的类型
(类模板)
(C++11)
 具有不小于任何基础类型的内存对齐需求的平凡类型
(typedef)
(C++17)
 指针优化屏障
(函数模板)