Question

这里已经广泛讨论了通过reinterpret_cast ed指针和相关的UB访问对象。阅读问题和答案后，我仍然不确定如何将未初始化的内存用于POD类型。

假设我想“模仿”

struct { double d; int i; };

通过手动为数据成员分配内存，并（为简单起见）假设在i之前不需要填充。

现在，我这样做：

// (V1)
auto buff = reinterpret_cast<char*>(std::malloc(sizeof(double) + sizeof(int)));
auto d_ptr = reinterpret_cast<double*>(buff);
auto i_ptr = reinterpret_cast<int*>(buff + sizeof(double));
*d_ptr = 20.19;
*i_ptr = 2019;

第一个问题：此代码有效吗？

我可以使用展示位置new：

// (V2)
auto buff = reinterpret_cast<char*>(std::malloc(sizeof(double) + sizeof(int)));
auto d_ptr = new(buff) double;
auto i_ptr = new(buff + sizeof(double)) int;
*d_ptr = 20.19;
*i_ptr = 2019;

我必须吗？放置new在这里似乎是多余的，因为POD类型的默认初始化是no-op（空初始化），并且 [basic.life] 读取：

类型为T的对象的生存期始于以下时间：

（1.1）已获得类型T具有正确的对齐方式和大小的存储，

（1.2）如果对象具有非空初始化，则其初始化完成，...

这是否表示*d_ptr和*i_ptr对象的生存期是在我为它们分配内存后开始的？

第二个问题：double*是否可以使用类型T*（或某些buff），即

// (V3)
auto buff = reinterpret_cast<double*>(std::malloc(sizeof(double) + sizeof(int)));
auto d_ptr = reinterpret_cast<double*>(buff);
auto i_ptr = reinterpret_cast<int*>(buff + 1);
*d_ptr = 20.19;
*i_ptr = 2019;

或

// (V4)
auto buff = reinterpret_cast<double*>(std::malloc(sizeof(double) + sizeof(int)));
auto d_ptr = new(buff) double;
auto i_ptr = new(buff + 1) int;
*d_ptr = 20.19;
*i_ptr = 2019;

？

Answer 1

由于Barry states better here，1＆3是UB。简短的版本：这些代码段都不包含the syntax needed to create an object中的任何一个。而且您无法访问不存在的对象的值。

那么2和4起作用吗？

＃2在且仅当alignof(double) >= alignof(int)时有效。但这仅在创建double后跟int的意义上起作用。它不会以任何方式“模仿”该无名的结构。该结构可以有任意数量的填充，而在这种情况下，int将立即跟随double。

严格来讲，＃4不起作用。 buff实际上并不指向新创建的double。这样，指针算术cannot be used to get the byte after that object。因此，执行指针算术会产生不确定的行为。

现在，我们正在严格地讲C ++。。每个编译器极有可能会执行所有这四个操作（以上关于对齐的警告）。

Answer 2

当我查看公开提供的草稿时，http://eel.is/c++draft/basic.life的引用是不同的，它说的是

类型为T的对象的生存期始于以下时间：

（1.1）获得类型T正确的对齐方式和大小的存储，并且

（1.2）其初始化（如果有的话）已完成（包括真空初始化）（[dcl.init]），

由于没有对double变量进行vacuous初始化，因此我认为代码不正确并且会调用未定义的行为。

使用reinterpret_cast对类似于“结构{double，int}”的对象

2 个答案: