memcpy 是否保留不同类型之间的数据？

Question

如果缓冲区大小足够，在两个不同的结构上调用memcpy 是否会保留原始数据？如果它们各自的数据类型重叠，是否定义为使用先前数据类型的数据检索另一种数据类型的值？

这对于两种 c/cpp 语言应该是相似的，但我在 cpp 中提供了一个示例 -

#include <iostream>
#include <cstring>

using namespace std;

struct A{
  int a;
  char b[10];
};

struct B{
  int ba;
  int bb;
};

int main(){
    B tmp;
    tmp.ba = 50;
    tmp.bb = 24;
    cout << tmp.ba << tmp.bb << "\n";

    // everything is fine yet

    A obj;
    memcpy(&obj, &tmp, sizeof(tmp));

    // 1. is this valid?
    cout << obj.a << "\n";

    B newB;
    memcpy(&newB, &obj, sizeof(newB));

    // 2. Are these valid?
    cout << newB.ba << newB.bb << "\n";
}

在上面的示例中，我已经评论了第 1 条和第 2 条评论，它们是否有效并且如果提供了足够的缓冲区，数据是否会保留？我们可以便携吗？

结构和其他相关函数在 C 库中，但我们将使用 c++ 进行编译。

Answer 1

C++ 标准没有指定memcpy 的行为，只是遵从 C 标准。 （也许是为了避免处理这样的问题！）。在 C 标准中，它被定义为等同于一系列字符类型的副本¹。

因此，将memcpy(&obj, &tmp, sizeof(tmp)); 视为：

unsigned char *dst = (char *)&obj;
unsigned char *src = (char *)&tmp;
for (size_t i = 0; i != sizeof tmp; ++i)
    dst[i] = src[i];

然后使用 C++ 标准来覆盖该代码。

现在的问题是：

1. &tmp、&obj真的给出了对象的起始地址吗？
2. obj 中的填充字节怎么样？
3. tmp 中未初始化的填充字节怎么办？
4. obj 的子对象的值会发生什么变化？

问题 1：是的，这在 [class.mem]/19 中涵盖，因为没有基类子对象（并且它不会重载 operator&）。

问题 2：我找不到任何专门涉及此问题的文本；但是，如果不允许写入填充字节，则将类类型对象复制到 char 缓冲区并返回到对象的标准中的示例将不起作用。

问题 3：在 [dcl.init]/12 中有一些文本明确允许将上述代码用于未初始化的数据；并且目的地将包含不确定的值。因此，如果源中未初始化的填充字节仅映射到目标中未初始化的填充字节，那很好。但是如果它们被映射到目标中的子对象，那么这些对象将具有不确定的值。

问题 4：这里没有问题，严格的别名规则允许对象通过字符类型表达式覆盖其部分（或全部）字节。稍后访问该对象将产生与表示对应的值，如果它不表示值，则使用 UB。

所以，总而言之，我认为您的具体示例是可以的，假设 sizeof(A) >= sizeof(B)。

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¹ 在 C 中，memcpy 还保留了对象的有效类型。 C++ 有一个不同的对象模型，没有与之等效的对象模型。因此，如果您在 C 编译器中使用类似的代码，您还需要遵守两个对象中类型之间的严格别名规则。