继承std::variant实现递归是否合法可移植?
继承std::variant实现递归类型的合法性与std::visit行为分析
一、代码的合法性与可移植性
这段继承std::variant的代码是合法且符合C++标准的可移植代码,原因如下:
- C++标准并未禁止继承标准库类型,只是不推荐这么做(核心原因是多数标准库类型没有虚析构函数,若通过基类指针删除派生类对象会触发未定义行为,但当前场景下只要不这么用就不会有问题)。
- 递归类型的定义是合规的:
std::vector在C++17及以后允许以不完全类型作为模板参数,而std::variant实例化时,只要模板参数最终能被完全定义即可。这里List先声明后定义,基类std::variant<int, std::vector<List>>使用不完全类型List是允许的,后续List完成定义后,整个类型就合法了。
二、std::visit的行为是否属于未定义行为
只要正确使用,调用std::visit访问List对象不会触发未定义行为:
- 当前
List类仅public继承std::variant,且未添加任何额外的非静态数据成员,因此List对象的内存布局与基类std::variant<int, std::vector<List>>完全兼容。 std::visit可以直接接受List对象(public继承允许隐式转换为基类类型,或推导为派生类类型),访问器只要正确重载int和std::vector<List>的处理逻辑,就能正常访问variant存储的内容,不会出现未定义行为。- 注意:如果后续给
List添加了额外的数据成员,内存布局改变,此时再用std::visit访问可能出问题,但当前代码不存在这个情况。
三、为什么不推荐继承标准库类型
虽然这段代码合法,但标准库类型通常不是为继承设计的:
- 比如
std::variant没有虚析构函数,若写出std::variant<int, std::vector<List>>* p = new List; delete p;这类代码,会触发未定义行为——基类析构函数不会调用派生类的析构逻辑(尽管当前List没有额外逻辑,但这种写法本身就是危险的)。 - 标准库的实现细节可能随版本或编译器变化,继承可能导致意外的兼容性问题。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者jwezorek
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