在类型化的 std::array 中放置 new 和 std::destroy_at 的安全性？

Question

考虑以下示例：

#include <array>
#include <memory>

class trivial
{
public:
    trivial() = default;
    trivial(int a, float b) : m_a(a), m_b(b) {}

private:
    int m_a;
    float m_b;
};

template<typename T>
void write(T& arr, size_t idx, int a, float b)
{
    ::new(static_cast<void*>(std::addressof(arr[idx]))) trivial(a, b);
}

template<typename T>
void destroy(T& arr, size_t idx)
{
    std::destroy_at(std::addressof(arr[idx]));
}

int main()
{
    auto arr = std::array<trivial, 20>();

    write(arr, 3, 10, 20.0f);
    destroy(arr, 3);
}

对任意（但合理的）数据数组使用就地放置new 和std::destroy_at 是否安全？这里是否存在任何风险或潜在的未定义行为，或可移植性问题？假设我们不会尝试分配一个被破坏的值，我理解它是未定义的。

我注意到这种方法的基准测试比使用std::aligned_storage 和reinterpret_cast 更好，主要是因为std::launder 充当了优化阻止程序。如果我对将值存储在 std::array 中的额外限制感到满意（例如需要默认构造函数），这是一个可接受的用例吗？

Answer 1

您对std::array arr 的第三个元素进行了双重破坏。一次通过显式破坏（destroy 调用），另一个通过隐式破坏（当arr 超出范围时）。根据 C++ 标准，这会导致未定义的行为。

15.4 析构函数[class.dtor]
...
16一旦为对象调用析构函数，该对象就不再存在；如果为生命周期已结束的对象调用析构函数，则行为未定义。 [ 示例：如果自动对象的析构函数被显式调用，并且块随后以通常会调用对象的隐式销毁的方式离开，则行为未定义。 ——结束示例]

上面引用中的示例与您尝试做的有点相似。