c++ - 使用 aligned_storage 时如何避免严格的别名错误

Question

我正在使用 std::aligned_storage 作为变体模板的后备存储。问题是，一旦我在 gcc 上启用 -O2，我就开始收到“取消引用类型双关指针将破坏严格别名”的警告。

真正的模板要复杂得多(在运行时检查类型)，但生成警告的最小示例是:

struct foo
{
  std::aligned_storage<1024> data;

  // ... set() uses placement new, stores type information etc ...

  template <class T>
  T& get()
  {
    return reinterpret_cast<T&>(data); // warning: breaks strict aliasing rules
  }
};

我很确定 boost::variant 做的事情与此基本相同，但我似乎无法找到他们如何避免这个问题。

我的问题是:

• 如果以这种方式使用 aligned_storage 违反了严格别名，我应该如何使用它？
• 鉴于函数中没有其他基于指针的操作，get() 中实际上是否存在严格别名问题？
  • 如果 get() 是内联的呢？
  • get() = 4; 怎么样？ get() = 3.2?由于 int 和 float 是不同的类型，该序列是否可以重新排序？

Answer 1

std::aligned_storage是 <type_traits> 的一部分;与该头文件的大多数其他成员一样，它只是一些 typedef 的持有者，并不意味着用作数据类型。它的工作是确定大小和对齐方式，并使您成为具有这些特征的 POD 类型。

您不能使用 std::aligned_storage<Len, Align>直接地。您必须使用 std::aligned_storage<Len, Align>::type ，转换后的类型，它是“适合用作大小最大为 Len 且对齐是 Align 的除数的任何对象的未初始化存储的 POD 类型。” ( Align 默认为大于或等于 Len 的最大有用对齐。)

作为 C++ 标准说明，通常是 std::aligned_storage 返回的类型将是 unsigned char 的数组(指定大小)带有对齐说明符。这避免了“无严格别名”规则，因为字符类型可能会为任何其他类型起别名。

所以你可以这样做:

template<typename T>
using raw_memory = typename std::aligned_storage<sizeof(T),
                                                 std::alignment_of<T>::value>::type;

template<typename T>
void* allocate() { return static_cast<void*>(new raw_memory<T>); }

template<typename T, typename ...Arg>
T* maker(Arg&&...arg) {
   return new(allocate<T>()) T(std::forward<Arg>(arg)...);
}