使用 placement new 会使以下代码有效吗？

Question

我正在构建一个将在 class 中使用的缓冲区，并想知道根据 C++ 标准以下内容是否有效：

#include <iostream>
#include <cstdint>

int main() {
  alignas(std::int32_t) char A[sizeof(std::int32_t)] = { 1, 0, 0, 0 };
  std::int32_t* pA = new (&A) std::int32_t;
  std::cout << *pA << std::endl;
  return 0;
}

缓冲区已初始化为 char 4 字节数组。在结构顶部做一个新的放置是否允许我以 int32_t 的形式访问下面的位？我现在可以访问内存 space 作为 4 chars（通过 buffer 对象）或作为 1 int32_t（通过 pA）而不违反标准？如果不行，是否可以采取其他方式？

注意：是的，我知道字节序，但在这种情况下，字节序并不重要。那是一个不同的讨论。

Answer 1

（为简洁起见，假设 int 和 int32_t 是同一类型）

在C++20中，由于A是一个字符数组，所以int类型的对象可以是在 A 中隐式创建，因此只需要以下内容：

alignas(int) char A[sizeof(int)] = { 1, 0, 0, 0 };
int * pA = reinterpret_cast<int*>(&A[0]);
std::cout << *pA << std::endl;

您原来的 new (&A) int 的问题在于它结束了初始化的原始 char[sizeof(int)] 对象的生命周期，因此无法读取其值。你现在有一个默认初始化的 int，这是 UB 读取。因此，您的原始代码相当于：

int A;
std::cout << A << std::endl;

如果您不能依赖 C++ 20 隐式对象创建，您可以使用类型双关方法，它创建具有相同“位模式”（值表示）的不同类型的对象。 std::bit_cast（或用std::memcpy实现的版本）可以使用：

char A[sizeof(int)] = { 1, 0, 0, 0 };
int B = std::bit_cast<int>(A);
std::cout << B << std::endl;

或std::memcpy直接复制值表示：

char A[sizeof(int)] = { 1, 0, 0, 0 };
int B;
std::memcpy(&B, A, sizeof(int));
std::cout << B << std::endl;

你可以使用placement new将A的有效类型从char[sizeof(int)]更改为int，像这样：

alignas(int) char A[sizeof(int)] = { 1, 0, 0, 0 };
// `A` has effective type `char[sizeof(int)]`; cannot be accessed through `int*`

int * pA = new (&A) int(std::bit_cast<int>(A));
// `A` now has effective type `int`. This line should be optimised to do nothing to `A` at runtime.

std::cout << *pA << std::endl;

// Or using `A` directly
std::cout << *std::launder(reinterpret_cast<int*>(A)) << std::endl;

使用 placement new 会使以下代码有效吗？

Would using placement new make the following code valid?

c++

placement-new