`std::launder` は C のメモリ初期化と寿命に関するコンパイラの仮定にどのように対処しますか?

std::launder: C 最適化のためのメモリ ロンダリング

最近導入された関数テンプレート std::launder は、次の基本的な問題に対処することを目的としています。 C はメモリの初期化と寿命に関連します。その目的を完全に理解するために、言語におけるメモリ管理の複雑さを詳しく調べてみましょう。

問題: 永続的なコンパイラの仮定

次のコードを考えてみましょう:

struct X { const int n; };
union U { X x; float f; };
...
U u = {{ 1 }};

集合体の初期化は、U の最初のメンバーを次のように初期化します。 {1}。 n は定数であるため、コンパイラは u.x.n が常に 1 であると想定します。ただし、次の点を考慮してください。

X *p = new (&u.x) X {2};

このコードは、u.x のストレージに新しいオブジェクトを合法的に作成します。その n メンバーは 2 に設定されており、コンパイラによる以前の前提に違反しています。

問題: ライフタイムと最適化

C 標準によると、新しくアクセスする古いオブジェクトに定数メンバーがある場合、または新しいオブジェクトの型が

この制限により、コンパイラはメモリの内容に関する仮定に基づいて最適化を行うことができます。ただし、これらの前提が崩れると、未定義の動作が発生する可能性があります。

std::launder: コンパイラーの前提を破る

std::launder は、次の方法でこの問題の解決策を提供します。記憶の「洗浄」。これは、メモリの場所に関する以前の仮定を無視するようにコンパイラに効果的に指示し、メモリが新たに割り当てられたかのように処理するように強制します。

前の例では、これにより u.x.n に適切にアクセスできるようになります。

assert(*std::launder(&u.x.n) == 2); // True

さらに、std::launder は、型が古いオブジェクトへのポインタを介して、新しく作成されたオブジェクトへのアクセスを容易にします。 Different:

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

結論

std::launder は、プログラマが永続的なコンパイラの前提を打ち破り、有効期間によって妨げられる最適化を可能にする強力なツールです。そして入力制限。 std::launder はメモリ ロンダリングを活用することで、重要なメモリ内容が柔軟かつ明確に定義された方法で処理されることを保証し、C コードの安全性と効率性を強化します。

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