c++ - 在封闭对象的生命周期内通过 placement new 重用数据成员存储

Question

这是我的 previous question 的后续我似乎使问题比我原先预期的要复杂得多。 (请参阅问题中的讨论并在那里回答评论。)这个问题是对原始问题的轻微修改，删除了封闭对象构造/销毁期间的特殊规则问题。

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是否允许在其封闭对象的生命周期内重用非静态数据成员的存储？如果允许，在什么条件下？

考虑程序

#include<new>
#include<type_traits>

using T = /*some type*/;
using U = /*some type*/;

static_assert(std::is_object_v<T>);
static_assert(std::is_object_v<U>);
static_assert(sizeof(U) <= sizeof(T));
static_assert(alignof(U) <= alignof(T));

struct A {
    T t /*initializer*/;
    U* u;

    void construct() {
        t.~T();
        u = ::new(static_cast<void*>(&t)) U /*initializer*/;
    }

    void destruct() {
        u->~U();
        ::new(static_cast<void*>(&t)) T /*initializer*/;
    }

    A() = default;
    A(const A&) = delete;
    A(A&&) = delete;
    A& operator=(const A&) = delete;
    A& operator=(A&&) = delete;
};

int main() {
    auto a = new A;
    a->construct();
    *(a->u) = /*some assignment*/;
    a->destruct(); /*optional*/
    delete a; /*optional*/

    A b; /*alternative*/
    b.construct(); /*alternative*/
    *(b.u) = /*some assignment*/; /*alternative*/
    b.destruct(); /*alternative*/
}

除了 static_assert 之外，还假定 T 和 U 的初始化器、析构器和赋值不会抛出。

对象类型 T 和 U 还需要满足什么条件，以便程序具有已定义的行为(如果有)？

它是否取决于实际调用的 A 的析构函数(例如，/*optional*/ 还是 /*alternative*/ 线条存在)？

是否取决于A的存储时长，例如是否使用 main 中的 /*alternative*/ 行代替？

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请注意，除析构函数和destruct 函数外，程序不会在placement-new 之后使用t 成员。当然，当它的存储被不同类型占用时使用它是不允许的。

另请注意，由于我不允许 T 和 U<，程序在所有执行路径中调用其析构函数之前在 t 中构造了一个原始类型的对象 抛出异常。

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另请注意，我不鼓励任何人编写那样的代码。我的目的是更好地理解语言的细节。特别是，至少只要不调用析构函数，我就没有发现任何禁止此类放置新闻的内容。

Answer 1

如果 a 被销毁(无论是通过 delete 还是超出范围)，然后 t.~T() 被调用，这是 UB，如果 t 实际上不是 T(通过不调用 destruct)。

这不适用于

• T 的析构函数是微不足道的，或者
• 对于delete U是从T派生的，或者
• you're using a destroying delete

在 destruct 被调用后，如果 T 有 const 或引用成员 (直到 C++20)。

除此之外，据我所知，您对类(class)的操作没有任何限制。