`std::pair` `second` имеет неполный тип с деревом `unordered_map`

Question

Я просматривал какой-то старый код и увидел код, использующий указатели для реализации дерева Variant объекты. Это дерево, потому что каждый Variant может содержать unordered_map из Variant*,

Я посмотрел на код и удивился, почему он просто не использует значения, std::vector<Variant>, а также std::unordered_map<std::string, Variant>, вместо Variant*,

Так что я пошел дальше и изменил его. Казалось, хорошо, кроме одного, я получил ошибки:

/usr/local/include/c++/6.1.0/bits/stl_pair.h:153:11: error: 'std::pair<_T1, _T2>::second' has incomplete type
       _T2 second;                /// @c second is a copy of the second object
           ^~~~~~ main.cpp:11:8: note: forward declaration of 'struct Variant'
 struct Variant
        ^~~~~~~

Поэтому я решил, что смогу заставить компилятор отложить необходимость знать этот тип, который тоже не работал.

Работает не работает! ( MCVE)

Я думал, что это сработало ранее, но на самом деле это не так, я забыл ::type на using HideMap...

#include <vector>
#include <unordered_map>
#include <iostream>

template<typename K, typename V>
struct HideMap
{
    using type = std::unordered_map<K, V>;
};

struct Variant
{
    using array_container = std::vector<Variant>;

    // Does not work either
    using object_container = typename HideMap<std::string, Variant>::type;

    // Fails
    //using object_container = std::unordered_map<std::string, Variant>;

private:
    union Union
    {
        std::int64_t vint;
        array_container varr;
        object_container vobj;

        // These are required when there are union
        // members that need construct/destruct
        Union() {}
        ~Union() {}
    };

    Union data;
    bool weak;
};

int main()
{
    Variant v;
    std::cout << "Works" << std::endl;
}

Итак, мой вопрос, почему это работает нормально для vector и не unordered_map?

Если проблема заключается в невозможности использования неполных типов, есть ли способ отложить создание экземпляра unordered_map? Я действительно не хочу, чтобы каждое свойство объекта было отдельным new распределение.

Answer 1

Это использует размещение нового, чтобы отложить инициализацию Union к конструктору, где Variant это полный тип. Вам нужно reinterpret_cast везде, где вам нужно использовать Union, Я приложил усилия, чтобы не иметь никаких нарушений строгого выравнивания.

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <vector>

struct Variant {
    Variant();
    ~Variant();

    private:
    std::aligned_union<0, std::vector<Variant>,
                         std::unordered_map<std::string, void *>,
                         std::int64_t>::type data;
};

namespace Variant_detail {
    using array_container = std::vector<Variant>;
    using object_container = std::unordered_map<std::string, Variant>;

    union Union {
        std::int64_t vint;
        array_container varr;
        object_container vobj;

        // These are required when there are union
        // members that need construct/destruct
        Union() {}
        ~Union() {}
    };
}

Variant::Variant() {
    //make sure that std::unordered_map<std::string, Variant> is not too large
    static_assert(sizeof(std::unordered_map<std::string, Variant>) <=
                      sizeof data, "Variant map too big");
    static_assert(alignof(std::unordered_map<std::string, Variant>) <=
                      alignof(decltype(data)), "Variant map has too high alignment");
    auto &my_union = *new (&data) Variant_detail::Union;
    my_union.vint = 42;
}

Variant::~Variant() {
    reinterpret_cast<Variant_detail::Union &>(data).~Union();
}

int main() {
    Variant v;
    std::cout << "Works" << std::endl;
}