c++ - std::byte 可以替换 std::aligned_storage 吗？

Question

C++17 引入了一个新类型，std::byte，所以现在我们终于有了一个一等公民类型来表示内存中的字节。除了标准中的新颖性之外，对象创建、生命周期的开始和结束、别名等的 C++ 规则在大多数时候都相当复杂且不直观，所以每当我觉得 std::byte 是正确的工具我也很紧张，不愿意使用它，因为害怕无意中召唤未定义行为的炎魔。

一个这样的例子是用于放置新的缓冲区:

#include <memory>
#include <cstddef>
#include <type_traits>

struct X { double dummy[4]; char c; };

auto t1()
{
    // the old way

    std::aligned_storage_t<sizeof(X)> buffer;
    X* x = new (&buffer) X{};

    x->~X();
}

auto t2()
{
    // the new way?

    std::byte buffer[sizeof(X)];
    X* x = new (&buffer) X{};

    x->~X();
}

t2 是否完全安全并且等同于 t1？

针对对齐问题，怎么样:

auto t3()
{
    alignas(X) std::byte buffer[sizeof(X)];

    X* x = new (&buffer) X{};
    x->~X();
}

Answer 1

Is t2 perfectly safe and equivalent with t1?

没有。事实上，两者都不好。

t2不好的原因NathanOliver表示:未对齐。你需要写:

alignas(X) std::byte storage[sizeof(X)];

t1也有点这个问题，因为你几乎肯定想写 aligned_storage_t<sizeof(X), alignof(X)>而不仅仅是 aligned_storage_t<sizeof(X)> .如果X过度对齐，你会在这里失去它。如果X只是很大但没有对齐要求，你最终会得到一个相对过度对齐的存储。

t1由于一个特别特殊的原因也很糟糕:aligned_storage并不能完全保证你认为它能保证什么。特别是，它保证 X可以放入 aligned_storage<sizeof(X)> ，但不保证它可以完全。 specification很简单:

The member typedef type shall be a trivial standard-layout type suitable for use as uninitialized storage for any object whose size is at most Len and whose alignment is a divisor of Align.

即aligned_storage<16>::type保证至少为 16 个字节，但符合要求的实现很容易为您提供 32 个或 4K。那除了使用的问题aligned_storage<16>意外而不是aligned_storage_t<16> .

这就是为什么 P1413作为论文存在:aligned_storage有点糟糕。

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所以真正的答案实际上只是写一些类似 libstdc++ 的 __aligned_membuf 的东西:

template <typename T>
struct storage_for {
    alignas(T) std::byte data[sizeof(T)];

    // some useful constructors and stuff, probably some getter
    // that gives you a T* or a T const*
};