c++ - 是否可以使用 placement-new 来改变多态对象的类型？

Question

是否可以使用 placement-new 来改变多态对象的类型？如果不是，标准中究竟禁止了什么？

考虑这段代码:

#include <new>

struct Animal {
    Animal();
    virtual ~Animal();
    virtual void breathe();
    void kill();
    void *data;
};

struct Dead: Animal {
    void breathe() override;
};

void Animal::kill() {
    this->~Animal();
    new(this) Dead;
}

调用“kill”合法吗？

更新:根据此处显示的通过显式调用析构函数更改对象类型并为兼容的新对象应用 placement-new 来更改对象类型的编程技术标准，早期评论并未解决(不)合法性问题。

因为有人对为什么有人愿意这样做感兴趣，所以我可以提及导致我提出问题的用例，尽管它与我提出的问题无关。

想象一下，您有一个包含多个虚拟方法的多态类型层次结构。在对象的生命周期中，发生的事情可以在代码中建模为对象更改其类型。有许多完全合法的方法来对此进行编程，例如，将对象保留为指针，无论是否智能，并交换其他类型的拷贝。但这可能代价高昂:必须将原始对象克隆或移动到另一个不同类型的对象中，才能交换新对象。

在 GCC、Clang 和其他语言中，更改对象的类型与简单地更改虚拟表指针一样便宜，但在可移植的 C++ 中，这是不可能的，除非通过就地构造新类型的对象.

在我最初的用例中，该对象也不能作为指针保存。

我想知道标准对重用内存的看法。

Answer 1

[basic.life]/8 If, after the lifetime of an object has ended and before the storage which the object occupied is reused or released, a new object is created at the storage location which the original object occupied, a pointer that pointed to the original object, a reference that referred to the original object, or the name of the original object will automatically refer to the new object and, once the lifetime of the new object has started, can be used to manipulate the new object, if:

...

(8.4) — the original object was a most derived object (1.8) of type T and the new object is a most derived object of type T (that is, they are not base class subobjects).

在您的示例中，调用 kill() 本身可能是有效的(如果碰巧 sizeof(Animal)==sizeof(Dead)，我不认为是有保证的)，但大多数尝试使用 Animal* 指针或 Animal& 左值进行调用的尝试都会通过访问其对象的方式触发未定义的行为生命已经结束。即使假设星星对齐并且 Dead 的 Animal 子对象完美地覆盖了原始独立 Animal 对象的原始位置，例如指针或左值不被认为是指前者，而是指现在已过期的后者。