C++ 移动对齐存储数组元素的正确方法

Question

正如标题所说，我想知道在数组中移动元素的正确方法是什么：

std::array<std::aligned_storage_t<sizeof(T), alignof(T)>, N> data;

就这么简单吗：

data[dst] = data[src];

或者我是否需要添加其他内容，例如移动，因为它的存储未初始化，我是否需要使用复制或移动构造函数，例如：

new (&data[dst]) T(std::move(data[src]));

由于 data[src] 不是正确的类型 T，我是否需要改为：

new (&data[dst]) T(std::move(*std::launder(reinterpret_cast<T*>(&data[src])));

我正在寻找最灵活的方式来移动任何 T 可能的项目，包括仅移动类型等。

基本上，我正在创建一个压缩数组，它始终将元素移动到内存中连续的位置，即使删除元素以防止数组的活动部分出现漏洞。

编辑： 由于 cmets 想要一个最小的例子，我猜是这样的：

template<class T, std::size_t N>
class SimpleExampleClass {
    std::array<std::aligned_storage_t<sizeof(T), alignof(T)>, N> data;

public:
    void move_element(std::size_t src, std::size_t dst) {
        // data[dst] = data[src]; ?
        // or
        // new (&data[dst]) T(std::move(data[src]));
        // or
        // new (&data[dst]) T(std::move(*std::launder(reinterpret_cast<T*>(&data[src])));
        // or
        // something else?

        // then I would need some way to clean up the src element, not sure what would suffice for that.
        // as calling a destructor on it could break something that was moved potentially?
    }

    // Other functions to manipulate the data here... (example below)
    template<typename ...Args>
    void emplace_push(Args&&... args) noexcept {
        new (&data[/*some index*/]) T(std::forward<Args>(args)...);
    }

    void push(T item) noexcept {
        emplace_push(std::move(item));
    }
};

Answer 1

std::aligned_storage 本身，粗略地说，只是一个字节的集合。没有什么可动的，std::move(data[src]) 只是一个空操作。您应该首先使用placement new 创建一个对象，然后您可以通过在新位置移动构造它来移动该对象。

简单示例：

auto ptr = new (&data[0]) T();
new (&data[1]) T(std::move(*ptr));
std::destroy_at(ptr);

如果T 类似于unique_ptr，或任何其他类似的边缘情况，正确调用旧元素索引上的销毁应该没有任何问题？

从一个对象移出会使其处于某种有效状态，并且该对象仍然必须被销毁。

由于data[0] 只是字节的集合，指向它的指针会起作用，还是需要重新解释该指针才能在移动构造函数中使用？

如果它装饰有reinterpret_cast 和std::launder，它将起作用，就像您在问题中所写的那样：

new (&data[1]) T(std::move(*std::launder(reinterpret_cast<T*>(&data[0]))));

标准库包含一些用于处理未初始化内存的有用函数。完整列表可在here 找到（请参阅未初始化的存储部分）。