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对齐存储和标准布局

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考虑以下C 11代码：

#include <type_traits>

struct bar
{
    virtual void do_bar() const {}
};

struct foo
{
    std::aligned_storage<sizeof(bar),alignof(bar)>::type m_storage;
};

由于虚函数 do_bar() ， bar 不是标准布局 . 但是， foo 是标准布局，因为 std::aligned_storage 提供的类型是POD类型， foo 满足标准布局类型的所有其他要求 .

当我使用带有 new 的 m_storage 存储来构建 bar 的实例时会发生什么？例如 . ，

foo f;
::new(static_cast<void *>(&f.m_storage)) bar();

这合法吗？我可以用它来欺骗我对标准布局类型的限制吗？

c++ c++11

3 回答

  • 1

    这是你的代码：

    struct bar {
    virtual void do_bar() const {}
};

struct foo {
    std::aligned_storage<sizeof(bar), alignof(bar)>::type m_storage;
};

    这可以 . struct foo 是标准布局类型，并且在给定实例 foo myFoo 的情况下，您可以将 bar 类型的对象构造为 myFoo.m_storage .

    但是，这对编译器的POV来说完全没有意义，为什么还要烦恼呢？正如@dyp在评论中明智地说的那样，“你为什么要让foo成为标准布局？”

    你手动了一些关于工会的事情 . 嗯，那没关系 . 你可以这样写：

    union DoesntWork {
    bar b;    // compiler error in C++11 due to non-standard-layout type
    int i;
};

union DoesWork {
    foo f;    // works fine in C++11, of course
    int i;
};

    但是，同样明显的是，你不能指望 this 工作：

    struct car {
    int initialsequence;
};
struct bar {
    int initialsequence;
    virtual void do_bar() const {}
};
struct foo {
    std::aligned_storage<sizeof(bar), alignof(bar)>::type m_storage;
    bar& asBar() { return *reinterpret_cast<bar*>(&m_storage); }
};

union JustSilly {
    foo f;
    car c;
} js;
assert(&js.c.initialsequence ==         // Fails, because no matter how many
       &js.f.asBar().initialsequence);  // casts you add, bar still has a vptr!

    换句话说，你可以自由地欺骗编译器（通过type-punning和reinterpret_cast），但这并不能使你的谎言成真 . ;）

    另见：XY problem.

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  • 0

    在OSX的XCode C 11编译器选项中尝试过，似乎对我有用 . 当然，你可能想做“:: new（static_cast（＆f.m_storage））bar（）;”在foo的构造函数中，在foo的析构函数中调用它的析构函数 .

    回复于
  • 0

    使用对齐的数量时

    1）建议使用 declspec(align(16)) or __attribute （（aligned（16）））为类或结构指定对齐方式 . 我在使用VS2010进行优化时遇到了一些错误，当时我没有这样做 .

    2）我通常避免重载新的并使用您建议的放置操作符，例如

    #include <new> // Remember this otherwise the placement operator is not defined
SomeClass* c = (SomeClass*) _mm_malloc(sizeof(SomeClass),16);
new c SomeClass(); // This is perfectly legal
// Some work
_mm_free(c);

    3）一个好的经验法则是在结构或类的开头放置对齐的数量 . 这样编译器就不会在成员之间进行零填充，并对此发出警告 .

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