用相同类型的对象覆盖对象

Question

以下定义是否明确？

#include <iostream>
#include <string.h>

using namespace std;

struct Const {
    const int i; 
    Const (int i) : i(i) {}
    int get0() { return 0; } // best accessor ever!
};

int main() {
    Const *q,*p = new Const(1);
    new (p) Const(2);
    memcpy (&q, &p, sizeof p);
    cout << q->i;
    return 0;
}

请注意，在构造第二个Const 之后，p 不会在语义上（故意？）指向新对象，并且第一个已经消失，因此它可以“作为void*”使用。但是第二个对象是在完全相同的地址构造的，所以p的位模式代表了新对象的地址。

评论

new (p) Const(2) 擦除存储在p 的旧对象，因此该指针不再有效，除非作为指向存储的指针 (void*)。

我想将p 的值恢复为Const*。

评论 2

在p->~Const() 或memset (p, 0, sizeof *p) 之后，很明显p 不指向有效对象，因此p 只能用作指向存储的指针（void* 或char*），对于例如重建另一个对象。此时，p->get0() 是不允许的。

这里旧对象的拆除是由新对象的构造函数完成的，但我认为这没有什么区别。

我的直觉是：无论如何，旧对象已经消失了，p 指向的是旧对象，而不是新对象。

我正在寻找基于标准的确认或反驳。

另见

我在 C 和 C++ 中问过关于指针的基本相同的问题：

• Dereferencing an out of bound pointer that contains the address of an object (array of array)
• Is memcpy of a pointer the same as assignment?
• Are pointer variables just integers with some operators or are they "mystical"?

在回答“这很荒谬”之前，请阅读这些讨论。

Answer 1

（将 community-wiki 纳入 dyp 对 3.8/7 的评论非常重要；虽然我之前的分析是正确的，但我自己也忽略了 3.8/7，但我会说很多关于被破坏的代码的事情）

Const *q,*p = new Const(1);
new (p) Const(2);

new(p) Const(2); 行会覆盖使用Const(1) 构造的对象。

memcpy (&q, &p, sizeof p);

这相当于q = p;。

cout << q->i;

这将访问q->i 成员，即2。

比较值得注意的是：

• std::memcpy 是一种将p 分配给q 的丑陋方式...尽管在 3.9/3 下是合法的：

对于任何可简单复制的类型T，如果指向T 的两个指针指向不同的T 对象obj1 和obj2，其中obj1 和obj2 都不是基类子对象，如果构成obj1 的底层字节（1.7）被复制到obj2，obj2 应随后保持与obj1 相同的值。 [ 例子：

T* t1p;
T* t2p;
// provided that t2p points to an initialized object ...
std::memcpy(t1p, t2p, sizeof(T));
// at this point, every subobject of trivially copyable type in *t1p contains
// the same value as the corresponding subobject in *t2p

• 只要程序不依赖于前者的析构函数的副作用，就允许用Const(2) 覆盖旧的Const(1) 对象，而它不依赖。

• （正如 dyp 在下面的 cmets 中指出的那样）在 3.8/7 的第三点下，使用 p 持续访问 Const(2) 对象是非法的：

指向原始对象的指针 [...] 可用于操作新对象，如果...

• 原始对象的类型不是const-qualified，并且，如果是类类型，不包含任何类型为const-qualified或引用类型的非静态数据成员...李>

• 使用q - 而不是p - 访问i 可能是必要的，以避免基于i 的假定知识进行编译器优化。

至于你的评论：

请注意，在构造第二个 Const 之后，p 不会在语义上（故意？）指向新对象，并且第一个已经消失，因此它可以“作为 void*”使用。

假设您在p 中包含的地址处放置了一个新对象，p 肯定会指向新创建的对象，并且是有意的，但它不能用于在 3.8/ 下操作该对象7 同上。

鉴于您似乎有一个 C++ 中未定义的“语义指向”概念，因此该部分陈述的真实性在您自己的脑海中。

'在构造第二个Const 之后，p...is usable "as a void*' 没有意义...它没有比之前更有用的东西了.

但是第二个对象是在完全相同的地址构造的，所以p的位模式代表了新对象的地址。

当然，但是您的 cmets 表明您认为“位模式”与指针的 值 不同，适用于 = 的赋值，这是不正确的。

new (p) Const(2) 擦除存储在p 的旧对象，因此指针不再有效，除了作为指向存储的指针 (void*)。

“擦除”是一个奇怪的术语......覆盖会更有意义。正如 dyp 上面指出和解释的那样，3.8/7 说您不应该在放置 new 之后“操纵”对象p 指向，但是指针的值和类型不受放置 new 的影响。就像您可以使用指向任何类型的指针调用 f(void*) 一样，placement-new 不需要知道或关心 p 表达式的类型。

在p->~Const() 或memset (p, 0, sizeof *p) 之后，很明显p 没有指向有效对象，因此p 只能用作指向存储的指针（void* 或char*），对于例如重建另一个对象。此时，p->get0() 是不允许的。

大部分情况都是如此，如果“只能使用p”，您的意思是当时p的值，而不是指针本身（当然也可以分配给它）。而且你试图对 void* / char* 事情变得有点太聪明了 - p 仍然是 Const*，即使它只用于不关心指针类型的放置 new。

“我想将p 的值恢复为Const*。”

p 的值在首次初始化后未更改。 Placement-new 使用该值 - 它不会修改它。没有什么可以挽回的，因为什么都没有丢失。也就是说，dyp 强调不需要使用p 来操作对象，因此虽然该值没有丢失，但它也不能按需要直接使用。

Answer 2

这只是作为@Tony D 回答的附录，关于

new (p) Const(2) 擦除存储在p 的旧对象

我认为您需要区分对象和“实例”的概念概念。

[...] 对象是一个存储区域。[...]

[N4431 §1.8/1]

所以指针p指向一个存储区域，其中包含放置新的一些“实例”之前的位模式和一些不同的位模式，但构造良好的正确“实例”（相同) 类型。

所以在p 指向的位置有一个有效的对象，当从它分配q 时q 指向它。尽管如另一个答案中所述，不允许通过 p 访问它。