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[1]

有没有必要将p0593r6 添加到 C++20（第 6.7.2.11 节对象模型[intro.object]）中std::launder，而在 C++17 中需要相同的用例std::launder，或者它们完全正交？

[2]

[ptr::launder]规范中的示例是：

struct X { int n; };
const X *p = new const X{3};
const int a = p->n;
new (const_cast<X*>(p)) const X{5}; // p does not point to new object ([basic.life]) because its type is const
const int b = p->n;                 // undefined behavior
const int c = std::launder(p)->n;   // OK

@Nicol Bolas在此 SO answer中给出了另一个示例，使用指向有效存储但类型不同的指针：

aligned_storage<sizeof(int), alignof(int)>::type data;
new(&data) int;
int *p = std::launder(reinterpret_cast<int*>(&data));

是否有其他用例，与允许投射两个不可透明替换的对象无关，用于使用std::launder？

具体来说：

  • 从 A* 到 B* 的reinterpret_cast是否都是指针互转换的std::launder，在任何情况下都可能需要使用？（即两个指针可以指针互转换但不能透明地替换吗？规范在这两个术语之间没有关联）。
  • 从void*到 T* 的reinterpret_cast是否需要使用？std::launder
  • 下面的代码是否需要使用std::launder？如果是这样，在规范中的哪种情况下需要这样做？

受此讨论启发的具有引用成员的结构：

struct A {
    constexpr A(int &x) : ref(x) {}
    int &ref;
};

int main() {
    int n1 = 1, n2 = 2;
    A a { n1 };
    a.~A();
    new (&a) A {n2};
    a.ref = 3; // do we need to launder somebody here?
    std::cout << a.ref << ' ' << n1 << ' ' << n2 << std::endl;
}
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在 C++17 之前，具有给定地址和类型的指针始终指向位于该地址的该类型的对象，前提是代码遵守 [basic.life] 的规则。（请参阅：自 C++17 以来，具有正确地址和类型的指针是否仍然始终是有效指针？）。

但在 C++17 标准中，为指针值添加了新特性。这种质量不是在指针类型中编码，而是直接限定值，与类型无关（这也是可追溯性的情况）。它在[basic.compound]/3中有描述

指针类型的每个值都是以下之一：

  • 指向对象或函数的指针（该指针被称为指向对象或函数），或

  • 超过对象末尾的指针 ([expr.add])，或

  • 该类型的空指针值，或无效的指针值。

指针值的这种性质有其自己的语义（转换规则），对于reinterpret_cast它的情况在下一段中描述：

如果两个对象是指针可互转换的，那么它们具有相同的地址，并且可以通过 reinterpret_cast从指向另一个的指针获得指向其中一个的指针。

在 [basic-life] 中，我们可以找到另一条规则，它描述了在重用对象存储时如何转换这种质量：

如果，在对象的生命周期结束之后，在对象占用的存储空间被重用或释放之前，在原始对象占用的存储位置创建一个新对象，一个指向原始对象的指针，一个指向原始对象的引用引用原始对象，或者原始对象的名称将自动引用新对象，并且 [...]

如您所见，质量“指向对象的指针”附加到特定对象。

这意味着在您给出的第一个示例的以下变体中，reinterpret_cast不允许我们不使用指针优化屏障：

struct X { int n; };
const X *p = new const X{3};
const int a = p->n;
new (const_cast<X*>(p)) const X{5}; // p does not point to new object ([basic.life]) because its type is const
const int b = *reinterpret_cast <int*> (p);                 // undefined behavior
const int c = *std::launder(reinterpret_cast <int*> (p));

Areinterpret_cast不是指针优化屏障：reinterpret_cast <int*>(p)指向被销毁对象的成员。

reinterpret_cast设想它的另一种方式是，只要对象是指针可相互转换的，或者如果它被强制转换为 void 然后返回到指针可相互转换的类型，“指向”的质量就会保持不变。（见[exp.static_cast]/13）。所以reinterpret_cast <int*>(reinterpret_cast <void*>(p))仍然指向被破坏的对象。

对于您给出的最后一个示例，该名称a指的是一个非 const 完整对象，因此原始对象a可以透明地被新对象替换。

对于您问的第一个问题：“是否存在将 p0593r6 添加到 C++20（第 6.7.2.11 节对象模型 [intro.object]）使得 std::launder 没有必要的任何情况，其中相同的用例在C++17 需要 std::launder，还是它们完全正交？”

老实说，我找不到任何 std::launder 可以补偿隐含生命周期对象的情况。但我发现一个例子是隐式生命周期对象使 std::launder 有用：

  class my_buffer {
      alignas(int) std::byte buffer [2*sizeof(int)];
      
      int * begin(){
         //implictly created array of int inside the buffer
         //nevertheless to get a pointer to this array, 
         //std::launder is necessary as the buffer is not
         //pointer inconvertible with that array
         return *std::launder (reinterpret_cast <int(*)[2]>(&buffer));
         }
      create_int(std::size_t index, int value){
         new (begin()+index) auto{value};
         }
       };
于 2020-05-31T13:04:15.767 回答