std::launder 可達性規則

Question

std::launder示例具有以下代碼塊：

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？ 來自std::aligned_storage的示例讓我覺得情況並非如此：

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]));
}

這就是混淆的地方： &data[pos]只是&data[pos][0] ，因為&p == &p[0]其中p是一個數組。

如果std::aligned_storage除了像alignas(T) std::byte[sizeof (T)];類的其他方式之外幾乎不能以任何其他方式實現，那這怎么行？ ? 結構中的數組是否以某種方式神奇地使它變好？ 為什么？

假設我有

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);
}

怎么辦？ 是不是任何演員都喜歡

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

和第一個例子一樣嗎？ 那這個呢：

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，似乎沒有辦法正確使用這個 memory，因為使用std::byte(*)[sizeof (int)]意味着它周圍的任何東西基本上都是可以訪問的，並且在第一個例子之后，所有寫在這個問題是也可能是UB。

我使用g++ -g -O0 -Wextra -Wall -Wpedantic -std=c++20 -fsanitize=undefined -fsanitize=address編譯了這些示例，奇怪的是甚至沒有收到讓我完全難過的警告。

我懷疑這根本不重要，但這是我正在使用的編譯器版本。

g++ (GCC) 12.1.1 20220730

Answer 1

你寫了：

&data[pos]只是&data[pos][0] ，因為&p == &p[0]其中p是一個數組。

事實上，事實並非如此。 如果p是一個數組（將其類型稱為T[N] ），則表達式&p == &p[0]將無法編譯。 左側的類型為T(*)[N] ，右側的類型為T* 。 這些無法直接比較，就像您無法將int*與char*進行比較一樣。

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

兩個指針代表同一個地址，但不能互相替代。

&data[pos]是指向data一個元素的指針，所有其他data元素都可以通過它訪問。 另一方面，（假設std::aligned_storage_t是unsigned char數組的別名） &data[pos][0]僅指向data元素的單個元素； 它並不指向整個data元素。 所以data[pos]的所有其他元素都可以通過它訪問，但data的其他元素不是。

由於data的所有元素都可以通過&data[pos]訪問，因此data中的所有字節都可以通過&data[pos]訪問。 在此指針轉換為const T*后，存儲在data的其他元素中的其他T也可以從結果指針訪問，但這些T的字節也可以從原始指針訪問，所以滿足std::launder的先決條件。

如果我們使用&data[pos][0]作為reinterpret_cast的參數，則只能從該指針訪問單個元素data[pos]中的字節，並且不會滿足先決條件。