c++17 launder

代码

#include <new>
#include <cstddef>
#include <cassert>
#include <iostream>

struct X {
    const int n; // 注意： X 拥有 const 成员
    int m;
};

struct Y {
    int z;
};

struct A {
    virtual int transmogrify();
};

struct B : A {
    int transmogrify() override { new(this) A; return 2; }
};

int A::transmogrify() { new(this) B; return 1; }

static_assert(sizeof(B) == sizeof(A));

int main()
{
    // 情况 1 ：新对象无法为透明可替换，因为 const 限定或引用类型的子对象。
    // 注：此情况是缺陷，经由 RU007 （包含于 P1971R0 ）修正，
    // 故 RU007 起此情况下不再需要 std::launder。
    X* p = new X{ 3, 4 };
    std::cout << "p->m:" << p->m << ", p->n:" << p->n << "\n";
    const int a = p->n;
    std::cout << "a:" << a << "\n";
    X* np = new (p) X{ 5, 6 };    // RU007 前 p 不指向新对象，因为 X::n 为 const ；
    std::cout << "p->m:" << p->m << ", p->n:" << p->n << "\n";
    std::cout << "np->m:" << np->m << ", np->n:" << np->n << "\n";
    // 而 np 指向新对象； RU007 起 p 亦然
    const int b = p->n; // RU007 前为未定义行为； RU007 起 OK
    const int c = p->m; // RU007 前为未定义行为：
    std::cout << "b:" << b << "\n";  
    std::cout << "c:" << c << "\n";
    // 即使 m 为非 const ，也不能用 p ； RU007 起 OK
    const int d = std::launder(p)->n; // OK ： std::launder(p) 指向新对象
    std::cout << "d:" << d << "\n";
    const int e = np->n; // OK
    std::cout << "e:" << e << "\n";
    // 情况 2 ：新对象无法为透明可替换，因为它是基类子对象而旧对象是完整对象。
    A i;
    int n = i.transmogrify();
    std::cout << "n:" << n << "\n";
    // int m = i.transmogrify(); // 未定义行为
    int m = std::launder(&i)->transmogrify(); // OK
    std::cout << "m:" << m << "\n";

    assert(m + n == 3);

    // 情况 3 ：通过指向字节数组的指针访问存储为该数组所提供的新对象。
    alignas(Y) std::byte s[sizeof(Y)];
    Y* q = new(&s) Y{ 2 };
    const int f = reinterpret_cast<Y*>(&s)->z; // 类成员访问为未定义行为：
                                               // reinterpret_cast<Y*>(&s) 拥有值
                                               // “指向 s 的指针”而不指向 Y 对象
    std::cout << "f:" << f << "\n";

    const int g = q->z; // OK
    const int h = std::launder(reinterpret_cast<Y*>(&s))->z; // OK
    std::cout << "g:" << g << "\n";
    std::cout << "h:" << h << "\n";


    return 0;
}