std::launder 可达性规则

Question

std::launder示例具有以下代码块：

int x2[2][10];
auto p2 = std::launder(reinterpret_cast<int(*)[10]>(&x2[0][0])); 
// Undefined behavior: x2[1] would be reachable through the resulting pointer to x2[0]
// but is not reachable from the source

什么？ 来自std::aligned_storage的示例让我觉得情况并非如此：

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

// Access an object in aligned storage
const T& operator[](std::size_t pos) const 
{
    // Note: std::launder is needed after the change of object model in P0137R1
    return *std::launder(reinterpret_cast<const T*>(&data[pos]));
}

这就是混淆的地方： &data[pos]只是&data[pos][0] ，因为&p == &p[0]其中p是一个数组。

如果std::aligned_storage除了像alignas(T) std::byte[sizeof (T)];类的其他方式之外几乎不能以任何其他方式实现，那这怎么行？ ? 结构中的数组是否以某种方式神奇地使它变好？ 为什么？

假设我有

template <typename T>
using uninitialized = alignas(T) std::byte[sizeof (T)];

constexpr auto N = 5;
uninitialized<int> array[N];
for (std::size_t i = 0; i < N; i++) {
    new (&array[i]) int(i);
}

怎么办？ 是不是任何演员都喜欢

auto laundered_value_ptr = std::launder(reinterpret_cast<int*>(&array[i]));

和第一个例子一样吗？ 那这个呢：

auto laundered_array_ptr = std::launder(reinterpret_cast<int*>(array));
laundered_array_ptr[0] = 9;
laundered_array_ptr[2] = 76;

如果我遵循，似乎没有办法正确使用这个 memory，因为使用std::byte(*)[sizeof (int)]意味着它周围的任何东西基本上都是可以访问的，并且在第一个例子之后，所有写在这个问题是也可能是UB。

我使用g++ -g -O0 -Wextra -Wall -Wpedantic -std=c++20 -fsanitize=undefined -fsanitize=address编译了这些示例，奇怪的是甚至没有收到让我完全难过的警告。

我怀疑这根本不重要，但这是我正在使用的编译器版本。

g++ (GCC) 12.1.1 20220730

Answer 1

你写了：

&data[pos]只是&data[pos][0] ，因为&p == &p[0]其中p是一个数组。

事实上，事实并非如此。 如果p是一个数组（将其类型称为T[N] ），则表达式&p == &p[0]将无法编译。 左侧的类型为T(*)[N] ，右侧的类型为T* 。 这些无法直接比较，就像您无法将int*与char*进行比较一样。

但是， static_cast<void*>(&p) == static_cast<void*>(&p[0])将是真的。

两个指针代表同一个地址，但不能互相替代。

&data[pos]是指向data一个元素的指针，所有其他data元素都可以通过它访问。 另一方面，（假设std::aligned_storage_t是unsigned char数组的别名） &data[pos][0]仅指向data元素的单个元素； 它并不指向整个data元素。 所以data[pos]的所有其他元素都可以通过它访问，但data的其他元素不是。

由于data的所有元素都可以通过&data[pos]访问，因此data中的所有字节都可以通过&data[pos]访问。 在此指针转换为const T*后，存储在data的其他元素中的其他T也可以从结果指针访问，但这些T的字节也可以从原始指针访问，所以满足std::launder的先决条件。

如果我们使用&data[pos][0]作为reinterpret_cast的参数，则只能从该指针访问单个元素data[pos]中的字节，并且不会满足先决条件。