std::ranges::uninitialized_default_construct() 算法

自 C++20 起

简化

// (1)
I uninitialized_default_construct( I first, S last );

// (2)
ranges::borrowed_iterator_t<R>
  uninitialized_default_construct( R&& r );

参数类型是泛型的，并具有以下约束：

• I - no-throw-forward-iterator
• S - no-throw-sentinel-for<I>
• R - no-throw-forward-range

此外，每个重载都有以下约束

• (1) std::default_initializable<std::iter_value_t<I>>
• (2) std::default_initializable<ranges::range_value_t<R>>

详细

// (1)
template<
  no-throw-forward-iterator I,
  no-throw-sentinel-for<I> S
>
  requires std::default_initializable<std::iter_value_t<I>>
I uninitialized_default_construct( I first, S last );

// (2)
template< no-throw-forward-range R >
  requires std::default_initializable<ranges::range_value_t<R>>
ranges::borrowed_iterator_t<R>
  uninitialized_default_construct( R&& r );

• (1) 通过默认初始化，在 [first; last) 范围指定的未初始化存储中构造 std::iter_value_t<I> 类型的对象，如同通过

  for (; first != last; ++first)
      ::new (static_cast<void*>(std::addressof(*first)))
          std::remove_reference_t<std::iter_reference_t<I>>;
  注意

  如果在初始化期间抛出异常，则已构造的对象将以未指定顺序销毁。

• (2) 与 (1) 相同，但使用 r 作为范围，如同使用 ranges::begin(r) 作为 first，以及 ranges::end(r) 作为 last。

本页描述的函数类实体是niebloids。

参数

first last	要初始化的元素范围。
r	要初始化的元素范围。

返回值

一个等于 last 的迭代器。

复杂度

与 first 和 last 之间的距离成线性关系。

异常

构造目标范围中的元素时抛出的异常（如果有）。

可能的实现

uninitialized_default_construct(1) 和 uninitialized_default_construct(2)

struct uninitialized_default_construct_fn
{
    template<no-throw-forward-iterator I, no-throw-sentinel-for<I> S>
    requires std::default_initializable<std::iter_value_t<I>>
    I operator()(I first, S last) const
    {
        using ValueType = std::remove_reference_t<std::iter_reference_t<I>>;
        if constexpr (std::is_trivially_default_constructible_v<ValueType>)
            return ranges::next(first, last); // skip initialization
        I rollback{first};
        try
        {
            for (; !(first == last); ++first)
                ::new (const_cast<void*>(static_cast<const volatile void*>
                    (std::addressof(*first)))) ValueType;
            return first;
        }
        catch (...) // rollback: destroy constructed elements
        {
            for (; rollback != first; ++rollback)
                ranges::destroy_at(std::addressof(*rollback));
            throw;
        }
    }

    template<no-throw-forward-range R>
    requires std::default_initializable<ranges::range_value_t<R>>
    ranges::borrowed_iterator_t<R>
    operator()(R&& r) const
    {
        return (*this)(ranges::begin(r), ranges::end(r));
    }
};

inline constexpr uninitialized_default_construct_fn uninitialized_default_construct{};

备注

如果在默认初始化 std::iter_value_t<I> 对象时没有调用非平凡的默认构造函数，则实现可以跳过对象的构造（不改变可观察的效果），这可以通过std::is_trivially_default_constructible_v检测到。

示例

Main.cpp

#include <cstring>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>

int main()
{
    struct S { std::string m{ "▄▀▄▀▄▀▄▀" }; };

    constexpr int n{4};
    alignas(alignof(S)) char out[n * sizeof(S)];

    try
    {
        auto first{reinterpret_cast<S*>(out)};
        auto last{first + n};

        std::ranges::uninitialized_default_construct(first, last);

        auto count{1};
        for (auto it{first}; it != last; ++it)
            std::cout << count++ << ' ' << it->m << '\n';

        std::ranges::destroy(first, last);
    }
    catch (...) { std::cout << "Exception!\n"; }

    // Notice that for "trivial types" the uninitialized_default_construct
    // generally does not zero-fill the given uninitialized memory area.
    constexpr char etalon[]{'A', 'B', 'C', 'D', '\n'};
    char v[]{'A', 'B', 'C', 'D', '\n'};
    std::ranges::uninitialized_default_construct(std::begin(v), std::end(v));
    if (std::memcmp(v, etalon, sizeof(v)) == 0)
    {
        std::cout << "  ";
        // Maybe undefined behavior, pending CWG 1997:
        // for (const char c : v) { std::cout << c << ' '; }
        for (const char c : etalon)
            std::cout << c << ' ';
    }
    else
        std::cout << "Unspecified\n";
}

输出

1 ▄▀▄▀▄▀▄▀
2 ▄▀▄▀▄▀▄▀
3 ▄▀▄▀▄▀▄▀
4 ▄▀▄▀▄▀▄▀
  A B C D