Могут ли C++14 стандартные типы макетов использовать `alignas` для полей?

Question

Я хотел бы использовать шаблоны, чтобы упростить конструирование союзов с нетривиальными типами. Следующее, кажется, "работает" на практике, но технически не является законным по спецификации:

template<typename T> struct union_entry {
  void (*destructor_)(void *);  // how to destroy type T when active
  T value_;
};
union U {
  union_entry<A> a;
  union_entry<B> b;
  // ... some constructor and destructor...
};

Проблема в том, что (согласно N4141) вы можете получить доступ к общей начальной последовательности двух структур в объединении (то есть destructor_ поле) только в том случае, если обе структуры являются типами стандартной компоновки - по крайней мере, согласно ненормативному примечанию в 9.5.1. Согласно 9.0.7, тип стандартного макета не может иметь нестатических элементов данных с нестандартным макетом. Так что, если A или B не является стандартным макетом, доступ к нему становится незаконным destructor_ в неправильном союзе.

Казалось бы, лазейка union_entry стандартная компоновка поворотом value_ в к alignas(T) char[sizeof(T)], Ничто в 9.0.7, по-видимому, не исключает использование alignas, Таким образом, мой вопрос: является ли следующий тип стандартного макета для любого типа T ? И, следовательно, может value_ быть брошенным в T& подражать предыдущему примеру, все еще позволяя destructor_ быть использованным в неактивном union_entry?

template<typename T> struct union_entry {
  void (*destructor_)(void *);
  alignas(T) char value_[sizeof(T)];
}

В обоих clang-3.8.1 и g++-6.2.1, std::is_standard_layout предполагает union_entry<T> стандартное расположение, даже когда T не является. Вот полный рабочий пример того, как я хотел бы использовать эту технику:

#include <cassert>
#include <iostream>
#include <new>
#include <string>

using namespace std;

template<typename T> struct union_entry {
  void (*destructor_)(void *);
  alignas(T) char value_[sizeof(T)];

  union_entry() : destructor_(nullptr) {}
  ~union_entry() {}   // Just to cause error in unions w/o destructors

  void select() {
    if (destructor_)
      destructor_(this);
    destructor_ = destroy_helper;
    new (static_cast<void *>(value_)) T{};
  }
  T &get() {
    assert(destructor_ == destroy_helper);
    return *reinterpret_cast<T *>(value_);
  }

private:
  static void destroy_helper(void *_p) {
    union_entry *p = static_cast<union_entry *>(_p);
    p->get().~T();
    p->destructor_ = nullptr;
  }
};

union U {
  union_entry<int> i;
  union_entry<string> s;
  U() : i() {}
  ~U() { if (i.destructor_) i.destructor_(this); }
};

int
main()
{
  U u;
  u.i.select();
  u.i.get() = 5;
  cout << u.i.get() << endl;
  u.s.select();
  u.s.get() = "hello";
  cout << u.s.get() << endl;
  // Notice that the string in u.s is destroyed by calling
  // u.i.destructor_, not u.s.destructor_
}

Answer 1

Спасибо @Arvid, который указал мне на std::aligned_storage Я полагаю, что в разделе 20.10.7.6 стандарта есть определенный (хотя и ненормативный) ответ (который, как я предполагаю, совпадает с N4141).

Во-первых, таблица 57 говорит о aligned_storage "Член typedef type должен быть типом POD...", где 9.0.10 проясняет:" Структура POD - это класс, не являющийся объединением, который является одновременно тривиальным классом и классом стандартной компоновки ".

Далее 20.10.7.6.1 дает ненормативный пример реализации:

template <std::size_t Len, std::size_t Alignment>
struct aligned_storage {
  typedef struct {
    alignas(Alignment) unsigned char __data[Len];
  } type;
};

Так явно использование alignas не мешает типу быть стандартным макетом.