c++ - std::launder 如何影响容器？

Question

考虑以下固定大小 vector 的简化且不完整的实现:

template<typename T>
class Vec {
  T *start, *end;

public:
  T& operator[](ssize_t idx) { return start[idx]; }

  void pop() {
    end--;
    end->~T();
  }

  template<typename... U>
  void push(U... args) {
    new (end) T { std::forward<U>(args)... };
    end++;
  }
};

现在考虑下面的 T:

struct T {
  const int i;
};

以及以下用例:

Vec<T> v;
v.push(1);
std::cout << v[0].i;
v.pop();
v.push(2);
std::cout << v[0].i;

索引运算符使用start 指针来访问对象。此时的对象被 pop 销毁，另一个对象被 push(2) 在其存储位置创建。如果我阅读有关 std::launder 的文档正确地，这意味着 v[0] 在下面一行中的行为是未定义的。

---

应该如何使用 std::launder 来更正此代码？每次使用 placement new 时我们都必须清洗开始和结束吗？ stdlib 的当前实现似乎使用与上面发布的代码类似的代码。这些实现的行为是否未定义？

Answer 1

应该如何使用 std::launder 来更正此代码？每次使用 placement new 时，我们都必须清洗开始和结束吗？

来自 P0532R0 ，如果将 placement new 的返回值分配给 end，则可以避免调用 launder()。除非 vector 为空，否则您不需要更改起始指针，因为 start 当前指向的对象在您提供的代码中仍具有活跃的生命周期。

同一篇论文表明 launder() 是一个空操作，除非对象生命周期已经结束并已被新对象替换，因此使用 launder()如果没有必要，不会导致性能损失:

[...] the type of std::launder(this) is equivalent to just this as Richard Smith pointed out: Remember that launder(p) is a no-op unless p points to an object whose lifetime has ended and where a new object has been created in the same storage.

stdlib 的当前实现似乎使用与上面发布的代码类似的代码。这些实现的行为是否未定义？

是的。 P0532R0也讨论了这个问题，内容与问题评论中的讨论类似:vector不直接使用placement new，placement new调用的返回值丢失在函数调用链中vector 的分配器，并且在任何情况下 placement new 都是逐个元素使用的，因此构建内部 vector 机制无论如何都不能使用返回值。 launder() 似乎是这里要使用的工具。但是，分配器指定的指针类型根本不需要是原始指针类型，launder() 仅适用于原始指针。对于某些类型，当前的实现目前是未定义的； launder() 似乎不是解决基于分配器的容器的一般情况的合适机制。