std::ranges::uninitialized_default_construct

在标头 `<memory>` 定义
调用签名
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 );	(1)	(C++20 起)
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 );	(2)	(C++20 起)

1) 在范围 [first, last) 所指代的未初始化存储中以默认初始化构造 std::iter_value_t<I> 类型的对象，如同用

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

若在初始化期间抛出异常，则以未指定顺序销毁已构造的对象。

2) 同 (1)，但以 r 为范围，如同以 ranges::begin(r) 为 first 并以 ranges::end(r) 为 last。

此页面上描述的函数式实体是 niebloid，即：

调用它们中的任何一个时不能显式指定模板实参。
它们都不对实参依赖查找可见。
在通过函数调用运算符左侧的名字进行无限定查找，找到它们之一时，禁止实参依赖查找。

实践中，可以作为函数对象，或者用某些特殊编译器扩展实现它们。

参数

first, last	-	代表要初始化的元素范围的迭代器-哨位对
r	-	要初始化的元素范围

返回值

等于 last 的迭代器。

复杂度

与 first 和 last 间的距离成线性。

异常

构造目标范围中的元素时抛出的异常，若存在。

注解

若默认初始化 std::iter_value_t<I> 对象时不调用非平凡的默认构造函数，则实现可以跳过对象构造（而不更改可观察效果），这能由 std::is_trivially_default_constructible_v 检测。

可能的实现

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); // 跳过初始化
        I rollback{first};
        try
        {
            for (; !(first == last); ++first)
                ::new (const_cast<void*>(static_cast<const volatile void*>
                    (std::addressof(*first)))) ValueType;
            return first;
        }
        catch (...) // 回滚：销毁构造的元素
        {
            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{};

示例

运行此代码

#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"; }
 
    // 注意对于“平凡类型” uninitialized_default_construct 通常不以零填充给定的未初始化内存区域。
    constexpr char sample[]{'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, sample, sizeof(v)) == 0)
    {
        std::cout << "  ";
        // 可能为未定义行为，待定的 CWG 1997：
        // for (const char c : v) { std::cout << c << ' '; }
        for (const char c : sample)
            std::cout << c << ' ';
    }
    else
        std::cout << "Unspecified\n";
}

可能的输出：

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

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告	应用于	出版时的行为	正确行为
LWG 3870	C++20	此算法可能在 const 存储上创建对象	保持禁止

参阅

ranges::uninitialized_default_construct_n (C++20)	在起始与计数所定义的未初始化的内存区域以默认初始化构造对象 (niebloid)
ranges::uninitialized_value_construct (C++20)	在范围所定义的未初始化的内存区域以值初始化构造对象 (niebloid)
ranges::uninitialized_value_construct_n (C++20)	在起始与计数所定义的未初始化的内存区域以值初始化构造对象 (niebloid)
uninitialized_default_construct (C++17)	在范围所定义的未初始化的内存区域以默认初始化构造对象 (函数模板)

编译器支持
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