什麼時候在 C 中使用 `std::memcpy` 是未定義的行為？

std::memcpy 中的普通可複製物件和未定義行為

在C 語言中，std::memcpy 是一個用於在C 語言中複製資料的強大工具。位元級別。但是，當與未聲明為“TriviallyCopyable”的物件一起使用時，行為將變得不確定。這可能會導致不可預測的後果，因為標準指定這些情況下的行為留給實現。

簡單的可複製性

簡單的可複製性是物件類型，確保可以使用簡單的位元複製操作來複製它，而無需調用任何構造函數或析構函數。 TriviallyCopyable 物件不包含參考、指標或其他非原始資料類型。

非TriviallyCopyable 物件的未定義行為

當std::memcpy 用於複製非TriviallyCopyable 對象，可能會出現以下後果發生：

• 無效構造：
目標物件的建構函數未被調用，使其處於未初始化狀態。
• 過早銷毀：
來源物件的析構函數未被調用，可能導致資源洩漏或懸空引用。
• 資料損壞：
複製的位元可能與目標物件的有效資料不對應，導致不正確的行為。

標準對齊對於未定義的行為

C 標準指定std::memcpy 的行為non-TriviallyCopyable 物件未定義，以防止未定義的行為在程序中傳播。如前所述，使用 std::memcpy 複製目標物件後使用它是未定義的，包括呼叫其方法或析構函數。這可能會導致嚴重的運行時錯誤和不可預測的行為。

Placement-New 的解決方法

雖然std::memcpy 不能直接用於複製非TriviallyCopyable 對象，可以將它與placement-new結合使用來實現安全且定義良好的複製操作。 Placement-new 允許在預先分配的記憶體位置建構新對象，從而使用來源物件中的資料有效地初始化它。

範例程式碼：

class NonTrivial
{
public:
    int value;

    // Constructor and destructor are non-trivial
    NonTrivial(int val) : value(val) {}
    ~NonTrivial() { cout << "Destructor called" << endl; }
};

void CopyNonTriviallyCopyable(NonTrivial* src, NonTrivial* dst)
{
    // Create a new NonTrivial object using placement-new
    new (dst) NonTrivial(src->value);
}

在這個例子中，CopyNonTriviallyCopyable使用placement-new來安全地複製NonTrivial物件，確保目標物件正確初始化及其必要時調用析構函數。

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