can memcpy for std::aligned_storage?

can memcpy for std::aligned_storage?

本文关键字：storage aligned can for std memcpy      更新时间：2023-10-16

std：：aligned_storage：：type 是 POD 类型。POD型可以记忆。但是，如果将新的不可复制类型放置到 std：：aligned_storage，会发生什么情况？它能不能说出那个标准：：aligned_storage？

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 非平凡可复制类型，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????
    }
}

我以为它也是未定义的。但是，我们有工作。这是巧合吗？

首先：正如在这个线程上讨论的那样，C++标准只定义了memcpy对可复制对象的行为。 该线程给出了一个具体示例，说明它如何中断非平凡可复制的选项

因此，对标准的狭义解释会说，仅仅调用memcpy的行为就会导致 UB。

但是，更常识性的解释是可以复制字节，但任何将目标视为实际包含相同类型的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，就像您的一样。 我其余的回答是基于后一种解释。

从区块 2 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不是平凡可复制的，所以我们没有在s的存储中创建有效的t对象。因此，尝试使用s就好像它包含有效的t对象一样肯定会导致未定义的行为。当UB发生时，任何结果都可以随之而来，包括（但不限于）它看起来"按预期工作"。

在第 1 块中（如果memcpy未注释）：

{
    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的生存期（因为a 的存储被重复使用）。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"，您的中止也可能来自双重释放a.p。

如果我们t更改为不可复制的类型，但没有析构函数的副作用，那么这个例子就不清楚了。

Block 2 中没有这样的双重释放，因为从未为存储在 s 中的t调用析构函数。

区块 3：

这类似于块 2：memcpy不会创建对象。它"似乎有效"，因为您从不为aligned_storage中的对象调用析构函数。

事实上，根据我们对memcpy的常识性解释，这里没有UB，因为你从未尝试使用复制字节的结果，并且目标没有调用析构函数。 （如果您将cout行复制到此处，则会导致 UB，原因与块 2 中相同）。

相关讨论：即使对于可复制的类，它仍然模糊不清

C++标准不清楚malloc空间或aligned_storage中的对象的对象生命周期何时开始的问题。有一个提交N3751认识到这需要清理，但仍有很多工作要做。

在您的 Block 2 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。 （这实际上也没有在C++标准中明确说明）。然而，Block 1的a是一个生命周期已经开始的物体。

N3751 提出（如果t是微不足道的可复制的），那么memcpy实际上将开始s的生命周期。

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