Question

std :: aligned_storage :: type是POD类型。 POD类型可以memcpy。但是，如果将新的非平凡可复制类型放置到std :: aligned_storage会发生什么？它可以记得那个std :: aligned_storage吗？

非平凡可复制类型（非POD类型）不能memcpy，行为未定义。如果std :: aligned_storage memcpy是非平凡可复制的类型，它是否也是未定义的行为？

#include <new>
#include <type_traits>
#include <cstring>
#include <iostream>

struct y { int a; } ;

// non-trivially-copyable
struct t
{
    y a;
    int* p;
    t(){ p = new int{ 300 }; }
    t( t const& ){ a.a += 100; }
    ~t(){ delete p; }
};

int main()
{   // Block 1
    { 
        t a; a.a.a = 100;
        t b; b.a.a = 200;
        // std::memcpy(&b,&a,sizeof(t));  // abort...non-trivially-copyable
    }
    // Block 2
    {
        std::aligned_storage_t<sizeof(t),alignof(t)> s;
        {
            t a;
            a.a.a = 100;
            std::memcpy(&s,&a,sizeof(t)); // OK...Coincidence? Behavior is undefined?
        }
        std::cout << static_cast<t*>(static_cast<void*>(&s))->a.a << std::endl; // OK...
    }
    // Block 3
    {
        std::aligned_storage_t<sizeof(t),alignof(t)> s1; new( &s1 ) t; 
        std::aligned_storage_t<sizeof(t),alignof(t)> s2; new( &s2 ) t;

        std::memcpy(&s2,&s1,sizeof(t)); // trivially-copyable????
    }
}

我认为它也是未定义的。但是，我们有工作。这是巧合吗？

Answer 1

首先：正如this thread所讨论的那样，C ++标准只定义了memcpy对于可复制对象的行为。该线程给出了一个具体的例子，说明它如何为非平凡的可复制选项打破

因此，对标准的狭隘解释会说仅仅调用memcpy的行为会导致UB。

然而，更常识的解释是复制字节是可以的，但任何将目标视为实际包含相同类型对象的尝试都会导致UB。特别是在程序依赖于析构函数的副作用的情况下，就像你的那样。我的其余部分是基于后一种解释。

从第2块开始：

std::aligned_storage_t<sizeof(t),alignof(t)> s;
{
    t a;
    a.a.a = 100;
    std::memcpy(&s,&a,sizeof(t)); 
}
std::cout << static_cast<t*>(static_cast<void*>(&s))->a.a << std::endl

由于t不可轻易复制，因此我们尚未在t存储中创建有效的s对象。因此，尝试使用s就好像它包含有效的t对象一样会导致未定义的行为。当UB发生时，可以跟随任何结果，包括（但不限于）它看起来“按预期工作”。

在第1区（如果取消注释memcpy）：

{
    t a; a.a.a = 100;
    t b; b.a.a = 200;
    std::memcpy(&b,&a,sizeof(t));  // abort...non-trivially-copyable
}

这里我们有析构函数的副作用。 memcpy结束a的生命周期（因为a的存储空间被重复使用）。但是代码将继续尝试在a上调用析构函数。

在这种情况下，即使副本“似乎有效”，您的中止可能来自a.p的双倍免费。

如果我们将t更改为非平凡可复制类型但没有析构函数的副作用，则此示例将不清楚。

块2中没有这样的双重释放，因为t中存储的s没有调用析构函数。

第3区：

这与第2块类似：memcpy不会创建对象。它“似乎工作”，因为你永远不会为aligned_storage中的对象调用析构函数。

事实上，根据我们对memcpy的常识解释，这里没有UB，因为你从未尝试过使用复制字节的结果而且目标没有在其上调用析构函数。（如果您将cout行复制到此处，则会导致UB的原因与块2中的原因相同。）

相关讨论：即使对于简单的可复制类，它也是still murky

关于malloc'd空间或aligned_storage中对象的对象生存期何时开始的问题，C ++标准尚不清楚。有一份提交文件N3751认识到这需要清理，但仍有许多工作要做。

在您的第2区中，s的生命周期尚未开始。这是因为t具有非平凡的初始化。（C ++标准实际上没有明确说明这一点）。但是，Block 1的a是一个生命周期已经开始的对象。

N3751建议（如果t可以轻易复制），那么memcpy实际上将开始s的生命周期。

可以memcpy for std :: aligned_storage吗？

1 个答案: