如何用派生类对象无拷贝初始化std::array<基类>？

当用B对象初始化std::array<A>的元素时，本质是对象切片操作：B作为A的派生类，初始化A类型元素时，会提取B中的基类部分，调用A的拷贝构造函数（或移动构造，取决于上下文）创建array里的A对象。你传入的B临时对象（比如B{}）在完成切片初始化后会被销毁，所以能观察到析构函数调用——这个过程既有A对象的拷贝（或移动）构造，也有B临时对象的销毁开销。

另外，std::array的聚合初始化规则要求元素类型与初始化器匹配，当类型不匹配时（这里是B→A），会先通过隐式类型转换生成A的临时对象，再将这个临时对象拷贝到array的元素存储空间中，这也是拷贝操作的直接来源。

结合你的场景（B仅在构造时处理基类数据，对象大小、类型编译期已知），可以从以下几种思路实现无拷贝：

1. 提取B的构造逻辑，直接初始化A #

既然B的作用只是构造时处理A的数据，完全可以把B中的处理逻辑提取成constexpr函数，直接生成A对象用于聚合初始化：

constexpr A make_processed_A(/* 构造参数 */) {
    A a;
    // 原来B构造函数中处理A数据的逻辑
    a.val = ...;
    return a;
}

// 无拷贝初始化std::array<A>
std::array<A, 2> arr = {make_processed_A(...), make_processed_A(...)};

这种方式完全跳过B对象的创建，直接构造目标A对象，自然没有拷贝和销毁开销。

2. 让B成为A的构造器（而非派生类） #

如果必须保留B的封装形式，可以把B改成专门的构造器类型，而非继承A：

struct B {
    constexpr A operator()(/* 参数 */) const {
        A a;
        // 处理逻辑
        return a;
    }
};

// 直接用B生成A初始化array
std::array<A, 2> arr = {B{}(...), B{}(...)};

同样避免了派生类切片和临时对象销毁的问题，全程直接构造A对象。

3. 利用constexpr优化（若允许编译期计算） #

如果你的数据处理逻辑是constexpr兼容的，编译器会在编译期直接生成A对象的常量值，初始化std::array时完全不会有运行时的拷贝或销毁操作——甚至连B的临时对象都不会在运行时存在。比如：

struct B : A {
    constexpr B(/* 参数 */) : A() {
        // 编译期处理基类数据
        this->val = 42;
    }
};

// 编译期完成初始化，无运行时拷贝/销毁
constexpr std::array<A, 2> arr = {static_cast<A>(B{}), static_cast<A>(B{})};

这里static_cast<A>(B{})的转换会在编译期完成，最终array直接存储编译好的A对象数据，运行时无任何额外开销。

注意：避免未定义行为的“骚操作” #

不要尝试用reinterpret_cast直接把std::array<B>转成std::array<A>，哪怕两者大小相同——这属于标准未定义行为，可能在不同编译器或优化级别下出现诡异问题，完全不值得冒这个风险。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者poby