Wie löst std::launder C-Speicherprobleme mit Unions und Const-Variablen?

Std::launder verstehen: Speicherwäsche in C

P0137 stellt std::launder als Lösung für ein grundlegendes Problem in C vor Gewerkschaften, Lebensdauer und Hinweise. Lassen Sie uns tiefer in das Problem eintauchen und untersuchen, wie std::launder es angeht.

Das Problem: Ungültige Annahmen und Const-Variablen

Bei der aggregierten Initialisierung von Union-Mitgliedern wird davon ausgegangen, dass Const-Mitglieder bestehen bleiben unverändert. Diese Annahme kann jedoch zu fehlerhaften Ergebnissen führen, wenn ein neues Objekt anstelle eines vorhandenen erstellt wird und möglicherweise das const-Mitglied geändert wird.

Geben Sie std::launder: Memory Laundering ein

std::launder führt eine Speicherwäsche durch und verschleiert so effektiv die Verbindung zwischen den alten und neuen Objekten. Es zwingt den Compiler, den Zustand des Objekts neu zu bewerten, und verhindert so, dass er ungültige Annahmen basierend auf const-Mitgliedern trifft.

Anwendungsbeispiele:

1. Const-Mitglied reparieren Änderungen:

   struct X { const int n; };
   union U { X x; float f; };
   ...
   U u = {{ 1 }};
   X *p = new (&u.x) X {2};
   assert(*std::launder(&u.x.n) == 2);

2. Zugriff auf neue Objekte über ungültige Zeiger:

   alignas(int) char data[sizeof(int)];
   new(&data) int;
   int *p = std::launder(reinterpret_cast<int*>(&data));

Hauptmerkmale von std::launder:

• Zwingt den Compiler, den Objektstatus neu zu bewerten, um gültige Optimierungen und Zugriff sicherzustellen.
• Ermöglicht den Zugriff auf neue Objekte, die anstelle alter Objekte erstellt wurden , auch wenn sich der Typ ändert.
• Erleichtert die Interaktion mit durch Aggregat initialisierten Objekten Initialisierung.

Fazit:

std::launder dient als leistungsstarkes Tool in C, um potenzielle Speicherprobleme zu beheben und die korrekte Programmausführung sicherzustellen, indem es den Compiler verhindert von falschen Annahmen basierend auf konstanten Variablen oder Objekttypänderungen.

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