Question

这个blog post描述了一种创建异构指针容器的技术。基本技巧是创建一个简单的基类（即没有显式的函数声明，没有数据成员，没有）和一个模板化的派生类，用于存储具有任意签名的std::function<>个对象，然后使容器保持unique_ptr s到基类的对象。代码也是available on GitHub.

我不认为这段代码可以变得健壮; std::function<>可以从lambda创建，lambda可能包含一个捕获，它可能包含必须调用析构函数的非平凡对象的按值副本。从地图中删除Func_t后unique_ptr类型被删除时，只会调用其（普通）析构函数，因此std::function<>个对象永远不会被正确删除。

我已经用GitHub上的示例替换了一个“非平凡类型”的用例代码，然后通过lambda中的值捕获并添加到容器中。在下面的代码中，从示例中复制的部分在注释中注明;其他一切都是我的。可能有一个更简单的问题演示，但我有点努力甚至得到一个有效的编译出来。

#include <map>
#include <memory>
#include <functional>
#include <typeindex>
#include <iostream>

// COPIED FROM https://plus.google.com/+WisolCh/posts/eDZMGb7PN6T
namespace {

  // The base type that is stored in the collection.
  struct Func_t {};
  // The map that stores the callbacks.
  using callbacks_t = std::map<std::type_index, std::unique_ptr<Func_t>>;
  callbacks_t callbacks;

  // The derived type that represents a callback.
  template<typename ...A>
    struct Cb_t : public Func_t {
      using cb = std::function<void(A...)>;
      cb callback;
      Cb_t(cb p_callback) : callback(p_callback) {}
    };

  // Wrapper function to call the callback stored at the given index with the
  // passed argument.
  template<typename ...A>
    void call(std::type_index index, A&& ... args)
    {
      using func_t = Cb_t<A...>;
      using cb_t = std::function<void(A...)>;
      const Func_t& base = *callbacks[index];
      const cb_t& fun = static_cast<const func_t&>(base).callback;
      fun(std::forward<A>(args)...);
    }

} // end anonymous namespace

// END COPIED CODE

class NontrivialType
{
  public:
    NontrivialType(void)
    {
      std::cout << "NontrivialType{void}" << std::endl;
    }

    NontrivialType(const NontrivialType&)
    {
      std::cout << "NontrivialType{const NontrivialType&}" << std::endl;
    }

    NontrivialType(NontrivialType&&)
    {
      std::cout << "NontrivialType{NontrivialType&&}" << std::endl;
    }


    ~NontrivialType(void)
    {
      std::cout << "Calling the destructor for a NontrivialType!" << std::endl;
    }

    void printSomething(void) const
    {
      std::cout << "Calling NontrivialType::printSomething()!" << std::endl;
    }
};

// COPIED WITH MODIFICATIONS
int main()
{
  // Define our functions.
  using func1 = Cb_t<>;

  NontrivialType nt;
  std::unique_ptr<func1> f1 = std::make_unique<func1>(
      [nt](void)
      {
        nt.printSomething();
      }
  );

  // Add to the map.
  std::type_index index1(typeid(f1));
  callbacks.insert(callbacks_t::value_type(index1, std::move(f1)));

  // Call the callbacks.
  call(index1);

  return 0;
}

这会产生以下输出（使用G ++ 5.1而不进行优化）：

NontrivialType{void}
NontrivialType{const NontrivialType&}
NontrivialType{NontrivialType&&}
NontrivialType{NontrivialType&&}
NontrivialType{const NontrivialType&}
Calling the destructor for a NontrivialType!
Calling the destructor for a NontrivialType!
Calling the destructor for a NontrivialType!
Calling NontrivialType::printSomething()!
Calling the destructor for a NontrivialType!

我计算了五个构造函数调用和四个析构函数调用。我认为表示我的分析是正确的 - 容器无法正确销毁它拥有的实例。

这种方法是否可以挽救？当我向=default添加虚拟Func_t析构函数时，我看到匹配数量的ctor / dtor调用：

NontrivialType{void}
NontrivialType{const NontrivialType&}
NontrivialType{NontrivialType&&}
NontrivialType{NontrivialType&&}
NontrivialType{const NontrivialType&}
Calling the destructor for a NontrivialType!
Calling the destructor for a NontrivialType!
Calling the destructor for a NontrivialType!
Calling NontrivialType::printSomething()!
Calling the destructor for a NontrivialType!
Calling the destructor for a NontrivialType!

...所以我认为这个改变可能就足够了。是吗？

（注意：这种方法的正确性 - 或缺乏 - 是独立关于异构函数容器的概念是否是一个好主意。在一些非常具体的情况下，那里可能是一些优点，例如，在设计解释器时;例如，Python类可能被认为是异构函数的容器加上异构数据类型的容器。但总的来说，我提出这个问题的决定< strong> not 表示我认为在很多情况下这可能是一个好主意。）

Answer 1

这基本上是有人试图实现类型擦除并使其严重错误。

是的，您需要一个虚拟析构函数。被删除的事物的动态类型显然是而不是Func_t，所以如果析构函数不是虚拟的，那么它显然是UB。

无论如何，整个设计完全被打破了。

类型擦除的关键在于你有一堆具有共同特征的不同类型（例如“可以使用int调用并获得double返回”，并且您想要使它们成为具有该特征的单一类型（例如，std::function<double(int)>）。就其本质而言，类型擦除是一条单行道：一旦你删除了类型，你就无法在不知道它的情况下找回它。

将一些东西删除到一个空类的意思是什么？没什么，除了“这是一件事”。它是std::add_pointer_t<std::common_type_t<std::enable_if_t<true>, std::void_t<int>>>（通常称为void*），在模板服装中进行模糊处理。

设计还有很多其他问题。因为类型被删除为虚无，它必须恢复原始类型才能对它做任何有用的事情。但是你无法在不知道它是什么的情况下恢复原始类型，因此最终使用传递给Call的参数类型来推断存储在地图中的事物的类型。这是非常容易出错的，因为A...表示传递给Call的参数的类型和值类别，它不太可能完全匹配std::function模板的参数类型论点。例如，如果您在其中存储了std::function<void(int)>，并且您尝试使用int x = 0; Call(/* ... */ , x);调用它，那么它是未定义的行为。去图。

更糟糕的是，任何不匹配都隐藏在导致未定义行为的static_cast后面，使得查找和修复变得更加困难。还有一个好奇的设计需要用户传递type_index，当你“知道”类型是什么时，但与此代码的所有其他问题相比，它只是一个副作用。

这种用于创建异质函子容器的技术是否可以被抢救？

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