std::launder
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定义于头文件 <new>
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template <class T> constexpr T* launder(T* p) noexcept; |
(C++17 起) (C++20 前) |
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template <class T> [[nodiscard]] constexpr T* launder(T* p) noexcept; |
(C++20 起) | |
获得指向位于 p
所表示地址的对象的指针。
正式而言,给定
- 表示内存中一个字节的地址
A
的指针p
- 一个位于地址
A
的对象X
-
X
在其生存期内 -
X
的类型与T
相同,忽略每层的 cv 限定符 - 能通过结果触及的每个字节都能通过 p 触及(若字节在与
Y
指针可互转换的对象Z
的存储内,或在以Z
为元素的立即外围数组内,则能通过指向对象Y
的指针触及这些字节)。
则 std::launder(p) 返回 T*
类型的值,它指向对象 X
。否则行为未定义。
若 T
是函数类型或(可有 cv 限定的) void
则程序为谬构。
std::launder
可用于核心常量表达式,当且仅当其(转换后的)参数的值在函数调用的位置可使用。换言之, std::launder
不放松常量求值中的限制。
注解
std::launder
在其参数上无效果。必须用其返回值访问对象。从而,舍弃返回值始终是错误。
std::launder
的典型用途包括:
- 获得指向在同类型既存对象的存储中创建的对象的指针,这里不能重用指向旧对象的指针(例如,因为任一对象为基类子对象);
- 获得指向对象的指针,该对象由布置
new
从指向为该对象提供存储的对象的指针创建。
可触及性限制确保不能用 std::launder
访问不可通过原指针访问的字节,从而干涉编译器的逃逸分析。
int x[10]; auto p = std::launder(reinterpret_cast<int(*)[10]>(&x[0])); // OK int x2[2][10]; auto p2 = std::launder(reinterpret_cast<int(*)[10]>(&x2[0][0])); // 未定义行为:可通过产生的指向 x2[0] 的指针触及 x2[1] ,但不可从源触及 struct X { int a[10]; } x3, x4[2]; // 标准布局;假定无填充 auto p3 = std::launder(reinterpret_cast<int(*)[10]>(&x3.a[0])); // OK auto p4 = std::launder(reinterpret_cast<int(*)[10]>(&x4[0].a[0])); // 未定义行为:可通过产生的指向 x4[0].a 的指针(它与 x4[0] 指针间可转换)触及 x4[1] ,但不可从源触及 struct Y { int a[10]; double y; } x5; auto p5 = std::launder(reinterpret_cast<int(*)[10]>(&x5.a[0])); // 未定义行为:可通过产生的指向 x5.a 的指针触及 x5.y ,但不可从源触及
示例
运行此代码
#include <new> #include <cstddef> #include <cassert> struct Y { int z; }; struct A { virtual int transmogrify(); }; struct B : A { int transmogrify() override { new(this) A; return 2; } }; int A::transmogrify() { new(this) B; return 1; } static_assert(sizeof(B) == sizeof(A)); int main() { // 情况 1 :新对象无法为透明可替换,因为它是基类子对象而旧对象是完整对象。 A i; int n = i.transmogrify(); // int m = i.transmogrify(); // 未定义行为 int m = std::launder(&i)->transmogrify(); // OK assert(m + n == 3); // 情况 2 :通过指向字节数组的指针访问存储为该数组所提供的新对象。 alignas(Y) std::byte s[sizeof(Y)]; Y* q = new(&s) Y{2}; const int f = reinterpret_cast<Y*>(&s)->z; // 类成员访问为未定义行为: // reinterpret_cast<Y*>(&s) 拥有值 // “指向 s 的指针”而不指向 Y 对象 const int g = q->z; // OK const int h = std::launder(reinterpret_cast<Y*>(&s))->z; // OK [f, g, h] {}; // 压制“未使用变量”警告;参阅 [[maybe_unused]] 。 }
缺陷报告
下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。
DR | 应用于 | 出版时的行为 | 正确行为 |
---|---|---|---|
LWG 2859 | C++17 | 可触及的定义未考虑来自指针可互转换的对象的指针算术 | 已考虑 |
LWG 3495 | C++17 | launder 可以在常量表达式中令指向不活跃成员的指针可解引用
|
已禁止 |