c++ - 我们可以在 C++17 中检测到 "trivial relocatability"吗？

Question

在 future 的 C++ 标准中，我们将拥有“平凡的可重定位性”的概念，这意味着我们可以简单地将字节从一个对象复制到未初始化的内存块，并简单地忽略/清零原始对象的字节。
这样，我们就模仿了 C 风格的复制/移动对象的方式。

在 future 的标准中，我们可能会有类似 std::is_trivially_relocatable<type> 的内容。作为类型特征。目前，我们拥有的最接近的是 std::is_pod<type>这将在 C++20 中被弃用。

我的问题是，我们是否有办法在当前标准(C++17)中确定对象是否可以轻松重定位？
例如，std::unique_ptr<type>可以通过将其字节复制到新的内存地址并将原始字节清零来移动，但是 std::is_pod_v<std::unique_ptr<int>>是 false .

此外，目前的标准要求是每个未初始化的内存块都必须通过构造函数才能被视为有效的 C++ 对象。即使我们可以以某种方式确定对象是否可以轻松重定位，如果我们只是移动字节 - 根据标准它仍然是 UB。
所以另一个问题是——即使我们可以检测到微不足道的可重定位性，我们如何才能在不引起 UB 的情况下实现微不足道的重定位？只需调用memcpy + memset(src,0,...)并将内存地址转换为正确的类型是UB。
`

谢谢!

Answer 1

即使存在非平凡的移动构造函数或移动赋值运算符，琐碎可重定位性的全部意义似乎也可以实现对象的字节移动。即使在当前提案中 P1144R3 ，这最终需要用户手动标记可能的类型。对于一个编译器来说，确定一个给定的类型是否是普通可重定位的，这很可能等同于解决停止问题(它必须理解并推理一个任意的、潜在的用户定义的移动构造函数或移动赋值运算符的作用)…

当然，您可以定义自己的is_trivially_relocatable默认为 std::is_trivially_copyable_v 的特征并让用户专门研究应该被特别视为可轻松重定位的类型。然而，即使这样也是有问题的，因为没有办法自动将此属性传播到由普通可重定位类型组成的类型……

即使对于普通可复制类型，您也不能只是将对象表示的字节复制到某个随机内存位置并将地址转换为指向原始对象类型的指针。由于从未创建过对象，因此该指针不会指向对象。并且尝试访问指针未指向的对象将导致未定义的行为。简单可复制性意味着您可以将对象表示的字节从一个现有对象复制到另一个现有对象，并依赖于使一个对象的值等于另一个对象的值 [basic.types]/3 .

为简单地重新定位某个对象执行此操作意味着您必须首先在目标位置构造给定类型的对象，然后将原始对象的字节复制到该对象中，然后以等效于的方式修改原始对象如果你离开那个物体会发生什么。这本质上是一种仅移动对象的复杂方式……

存在向语言添加琐碎可重定位性概念的提议是有原因的:因为您目前无法从语言本身中做到这一点……

请注意，尽管如此，仅仅因为编译器前端无法避免生成构造函数调用并不意味着优化器无法消除不必要的加载和存储。让我们看看编译器为您移动 std::vector 的示例生成了哪些代码。或 std::unique_ptr :

auto test1(void* dest, std::vector<int>& src)
{
    return new (dest) std::vector<int>(std::move(src));
}

auto test2(void* dest, std::unique_ptr<int>& src)
{
    return new (dest) std::unique_ptr<int>(std::move(src));
}

As you can see ，只是做一个实际的移动通常已经归结为只是复制和覆盖一些字节，即使对于非平凡的类型也是如此……