什么类型会使“std::has_unique_object_representations”返回 false？

Question

在cppref，我看到一个奇怪的类型特征检查器：std::has_unique_object_representations

根据它的描述，我无法想象任何类型的T 使std::has_unique_object_representations<T>::value 是false。

有反例吗？

Answer 1

理解这个特征的目的需要理解对象“值表示”和它的“对象表示”之间的区别。来自标准：

T 类型对象的对象表示是由T 类型对象占用的 N 个 unsigned char 对象的序列，其中 N 等于 sizeof(T)。对象的 值表示 是一组保存 T 类型值的位。对于普通可复制类型，值表示是对象表示中确定值的一组位，该值是实现定义的一组值的一个离散元素。

因此，对象表示是对象的总存储量。但请考虑以下对象：

struct T
{
  char c;
  int i;
};

在许多系统上，sizeof(T) 将是 8。为什么？因为int 必须是4 字节对齐的，所以编译器在c 和i 之间插入3 个字节的填充。由于这三个字节是对象存储的一部分（基于sizeof(T)），它们是对象的对象表示的一部分。

但这三个字节不是其值表示的一部分。如果您修改了这些字节，它们不会影响 c 或 i 的值，或与它们相关的任何其他内容。

如果您为T 编写了operator== 重载，则对这些字节的更改不会影响其结果。这也意味着，如果您确实编写了 operator== 重载，它不能像这样实现：

bool operator==(const T &lhs, const T &rhs)
{
  return std::memcmp(&lhs, &rhs, sizeof(T)) == 0;
}

为什么不呢？因为两个Ts 对于这些填充字节可以有不同的值，但仍然具有相同的c 和i 值。因此它们具有相同的值表示，因此应该被认为是等价的。

has_unique_object_representations 当T 的对象表示和它的值表示恰好相互重叠时为真（并且当T 可以简单地复制时）。那么，你什么时候会关心这个呢？

您可以编写一个通用的散列函数，该函数适用于任何可简单复制的类型T，方法是将其值表示形式读取为字节数组并对它们进行散列。好吧，您可以 这样做，但前提是该类型没有填充字节。这就是has_unique_object_representations 告诉你的：对象表示中的所有字节都很重要。

另外，请注意float 类型不一定具有此值，因为在 IEEE-754 中二进制相等和浮点相等不是一回事。所以包含floats 的类型也不一定是这样。实际上，使用补码有符号整数或带有陷阱表示的有符号整数的实现对于此类类型也不会如此。