C++ 程序是否曾经访问过非标量对象？

Question

在本次讨论中，我假设标量对象是整数、浮点数、字符、布尔值和指针之类的东西。非标量对象是由标量类型和递归聚合组成的聚合（结构）。

鉴于此假设，C++ 程序是否曾经从它们的标量组件中区分访问聚合？

举个例子：

struct s { int a; float b; };
void assign1(s& out, s const& in) { out = in; }
void assign2(s& out, s const& in) { out.a = in.a; out.b = in.b; }

显然assign1 和assign2 在实践中是等价的，并且都可以访问int s::a 和float s::b。但是它们中的任何一个是否也在任何意义上都访问了整个聚合？

只有标量对象才被实际访问的解释产生了有趣的结果。

例如，根据我的另一个问题here 的解决方案，形成对对象的引用并不构成访问。鉴于该分辨率，我可以编写如下函数：

void assign3(s& out, s const& in) {
    int& a_out = out.a;  // no access
    int const& a_in = in.a;  // no access
    a_out = a_in;  // access some ints
}

没有“访问”出现，除了第三行，它访问一些整数。 out 和 in 是否实际引用 s 类型的对象是无关紧要的。只有a_out 和a_in 必须实际引用整数。

鉴于这一点，以及对象的地址是其第一个非静态数据成员的地址这一事实，我有权写

int out, const in = 42;
assign3(reinterpret_cast<s&>(out), reinterpret_cast<s const&>(in));

如果所有这些假设都成立，那么 C 和 C++ 在很大程度上只是可移植的汇编语言，而别名规则只是为了帮助编译器正确地从 x87 浮点协处理器中读取寄存器。

当然，假设不成立。我错了。但是为什么我错了？为什么标准文档有这些关于有效类型或动态类型的规则？

考虑到struct a { int a; }; struct b { int b; };，通过b::b undefined 访问a::a 有什么好处，除非在涉及工会的一些有限情况下？

Answer 1

对编译器来说重要的一件事是从内存中重新加载寄存器。这需要时间，最好避免。因此，如果您知道在地址p 上存在一个包含float[2] 的Foo 结构，那么您在寄存器中有第一个浮点数，然后您可以写入地址q 的浮点数，您是否需要重新加载第一个浮动？如果您无法证明p!=q，这可能是必要的。但是如果你知道地址q 的浮点数是Bar 的一部分，因此后面跟着int，那么这就是p!=q 的证明。因此，写入 q 不会强制从 p 重新加载。

注意p 和q 后面的数据在此处不被读取或写入。只是这些类型不同的事实允许编译器通过p优化冗余读取。