关于 std::launder、GCC 和 clang：为什么会有如此不同的行为？

Question

我正在修改the cppreference launder 网页上给出的示例。

下面显示的示例表明，要么我误解了某些东西并引入了 UB，要么某处存在错误，或者 clang 是为了松懈或者太好了。

1. 在 doit1() 中，我认为 GCC 所做的优化是不正确的（函数返回 2）并且没有考虑到我们使用放置新返回值这一事实。
2. 在 doit2() 中，我相信代码也是合法的，但是对于 GCC，没有生成代码？

   在这两种情况下，clang 都提供了我期望的行为。在 GCC 上，这取决于优化级别。我试过 GCC 12.1，但这不是唯一显示此行为的 GCC 版本。

   #include <new>
   
   struct A {
       virtual A* transmogrify(int& i);
   };
   
   struct B : A {
       A* transmogrify(int& i) override {
           i = 2;
           return new (this) A;
       }
   };
   
   A* A::transmogrify(int& i) {
       i = 1;
       return new (this) B;
   }
   
   static_assert(sizeof(B) == sizeof(A), "");
   
   int doit1() {
       A i;
       int n;
       int m;
   
       A* b_ptr = i.transmogrify(n);
   
       // std::launder(&i)->transmogrify(m);    // OK, launder is NOT redundant
       // std::launder(b_ptr)->transmogrify(m); // OK, launder IS     redundant
                      (b_ptr)->transmogrify(m); // KO, launder IS redundant, we use the return value of placment new
   
       return m + n; // 3 expected, OK == 3, else KO
   }
   
   int doit2() {
       A i;
       int n;
       int m;
   
       A* b_ptr = i.transmogrify(n);
   
       // b_ptr->transmogrify(m); // KO, as shown in doit1
       static_cast<B*>(b_ptr)->transmogrify(m); // VERY KO see the ASM, but we realy do have a B in the memory pointed by b_ptr
   
       return m + n; // 3 expected, OK == 3, else KO
   }
   
   int main() {
       return doit1();
       // return doit2();
   }
   

   代码可在：https://godbolt.org/z/43ebKf1q6

Answer 1

UB 来自访问 A i; 以在范围末尾调用析构函数而不洗指针。这可以让编译器假设i在那之前没有被存储重用破坏。

你需要更像：

    alignas(B) std::byte storage[sizeof(B)];
    A& i = *new (storage) A;

    // ...

    static_cast<B*>(std::launder(&i))->~B();
    // or: b_ptr->~B();
    // or: simply don't call the destructor