Question

假设您有一个T类型的对象和一个适当对齐的内存缓冲区alignas(T) unsigned char[sizeof(T)]。如果您使用std::memcpy从T类型的对象复制到unsigned char数组，是否考虑复制构造或复制分配？

如果一个类型可以轻易复制而不是标准布局，那么可以设想这样的类：

struct Meow
{
    int x;
protected: // different access-specifier means not standard-layout
    int y;
};

可以像这样实现，因为编译器不会强制使用标准布局：

struct Meow_internal
{
private:
    ptrdiff_t x_offset;
    ptrdiff_t y_offset;
    unsigned char buffer[sizeof(int) * 2 + ANY_CONSTANT];
};

编译器可以在x的任何部分将缓冲区的y和buffer存储在缓冲区内，甚至可以在buffer内的随机偏移处存储，只要它们是x。正确对齐并且不重叠。如果编译器希望，y和x的偏移量甚至可以随每个结构随机变化。（y如果编译器希望x可以使用，因为标准只要求相同访问说明符的成员按顺序排列，y和memcpy具有不同的访问权限-specifiers。）

这符合可轻易复制的要求; x将复制隐藏的偏移字段，因此新副本可以正常工作。但有些事情是行不通的。例如，在memcpy上方指向Meow a; a.x = 2; a.y = 4; int *px = &a.x; Meow b; b.x = 3; b.y = 9; std::memcpy(&a, &b, sizeof(a)); ++*px; // kaboom的指针会中断：

px

但是，编译器是否真的允许以这种方式实现一个简单的可复制类？如果a.x的生命周期结束，解除引用T应该只是未定义的行为。有吗？ N3797标准草案的相关部分在这个问题上并不十分清楚。这是 [basic.life] / 1 ：

部分

对象的生存期是对象的运行时属性。一个   如果对象属于类，则称其具有非平凡的初始化   或者聚合类型，它或它的一个成员由a初始化   除了一个普通的默认构造函数之外的构造函数。 [注意：   通过简单的复制/移动构造函数进行初始化是非常重要的   初始化。 - 结束注释] T类型对象的生命周期   从以下时间开始：


获得具有T类型的正确对齐和大小的存储，并且

如果对象具有非平凡的初始化，则其初始化完成。


类型T的对象的生命周期在以下时间结束：


如果T是具有非平凡析构函数的类类型（ [class.dtor] ），则析构函数调用将启动，或者

对象占用的存储空间被重用或释放。

这是 [basic.types] / 3 ：

对于任何对象（基类子对象除外）的简单可复制类型T，无论对象是否包含有效值键入char，组成的基础字节（ [intro.memory] ）可以将对象复制到unsigned char或char的数组中。如果将unsigned char或memcpy数组的内容复制回来进入物体后，物体应随后保持其原始状态值。 示例省略

然后问题是，Meow_internal是否覆盖了一个可复制的类实例“复制构造”或“复制分配”？这个问题的答案似乎决定了Meow是否是编译器实现可复制的类memcpy的有效方式。

如果Meow_internal是“复制构造”，则答案是memcpy有效，因为复制构造正在重用内存。如果Meow_internal是“copy-assignment”，那么答案是memcpy不是有效的实现，因为赋值不会使指向实例化类的成员的指针无效。如果两者都是{{1}}，我不知道答案是什么。

Answer 1

我很清楚，使用std::memcpy不会导致构造或分配。它不是构造，因为不会调用构造函数。也不是赋值，因为不会调用赋值运算符。鉴于一个简单的可复制对象具有简单的析构函数，（复制/移动）构造函数和（复制/移动）赋值运算符，这一点非常没有用。

你似乎引用了§3.9[basic.types]中的¶2。在¶3，它声明：

对于任何简单的可复制类型T，如果指向T的两个指针指向不同的T对象obj1和obj2，则obj1如果构成obj2的基础字节（1.7）被复制到obj1，⁴¹ obj2，则obj2是基类子对象随后应保持与obj1相同的值。 [例如：
  T* t1p;
  T* t2p;
  // ，前提是 t2p 指向初始化对象......
  std::memcpy(t1p, t2p, sizeof(T));
  // 此时， *t1p 中的每个可复制类型的子对象都包含
  // 与 *t2p中相应的子对象相同的值    - 结束示例]
  _{41）例如，使用库函数（17.6.1.2）std::memcpy或std::memmove。}

显然，该标准旨在允许*t1p以*t2p的各种方式使用{。}}。

继续¶4：

类型为T的对象的对象表示是由T类型的对象占用的 N 无符号字符对象的序列，其中 N 等于sizeof(T)。对象的值表示是保存类型T的值的位集。对于简单的可复制类型，值表示是对象表示中的一组位，用于确定一个值，该值是实现定义的一组值的一个离散元素。⁴²
_{42）意图是C ++的内存模型与ISO / IEC 9899编程语言C的内存模型兼容。}

在两个定义的术语前面使用这个词意味着任何给定的类型只有一个对象表示和给定对象只有一个值表示。您的假设变形内部类型不应存在。脚注清楚地表明，对于具有与C兼容的存储器布局，其意图是对于具有非标准布局的对象，即使是具有非标准布局的对象，复制它仍然允许它可用。

Answer 2

在同一稿中，您还可以直接在您引用的文字后面找到以下文字：

对于任何简单的可复制类型T，如果指向T的两个指针指向不同的obj1个对象obj2和obj1，其中如果复制构成obj2的基础字节（1.7），则obj1和obj2都不是基类子对象进入obj2，obj1随后应与obj2保持相同的值。

请注意，这说明obj2的值的更改，而不是销毁对象{{1}}并在其位置创建新对象。由于不是对象，而只是其值被更改，因此对其成员的任何指针或引用都应保持有效。

memcpy是一个简单的可复制类型的构造或作业？

2 个答案: