std::launder

定义于头文件 `<new>`
template <class T> constexpr T* launder(T* p) noexcept;		(C++17 起) (C++20 前)
template <class T> [[nodiscard]] constexpr T* launder(T* p) noexcept;		(C++20 起)

获得指向位于 p 所表示地址的对象的指针。

正式而言，给定

表示内存中一个字节的地址 A 的指针 p
一个位于地址 A 的对象 X
X 在其生存期内
X 的类型与 T 相同，忽略每层的 cv 限定符
能通过结果触及的每个字节都能通过 p 触及（若字节在与 Y 指针可互转换的对象 Z 的存储内，或在以 Z 为元素的立即外围数组内，则能通过指向对象 Y 的指针触及这些字节）。

则 std::launder(p) 返回 T* 类型的值，它指向对象 X 。否则行为未定义。

若 T 是函数类型或（可有 cv 限定的） void 则程序为谬构。

std::launder 可用于核心常量表达式，当且仅当其（转换后的）参数的值在函数调用的位置可使用。换言之， std::launder 不放松常量求值中的限制。

注解

std::launder 在其参数上无效果。必须用其返回值访问对象。从而，舍弃返回值始终是错误。

std::launder 的典型用途包括：

获得指向在同类型既存对象的存储中创建的对象的指针，这里不能重用指向旧对象的指针（例如，因为任一对象为基类子对象）；
获得指向对象的指针，该对象由布置 new 从指向为该对象提供存储的对象的指针创建。

可触及性限制确保不能用 std::launder 访问不可通过原指针访问的字节，从而干涉编译器的逃逸分析。

int x[10];
auto p = std::launder(reinterpret_cast<int(*)[10]>(&x[0])); // OK
 
int x2[2][10];
auto p2 = std::launder(reinterpret_cast<int(*)[10]>(&x2[0][0])); 
// 未定义行为：可通过产生的指向 x2[0] 的指针触及 x2[1] ，但不可从源触及
 
struct X { int a[10]; } x3, x4[2]; // 标准布局；假定无填充
auto p3 = std::launder(reinterpret_cast<int(*)[10]>(&x3.a[0])); // OK
auto p4 = std::launder(reinterpret_cast<int(*)[10]>(&x4[0].a[0]));
// 未定义行为：可通过产生的指向 x4[0].a 的指针（它与 x4[0] 指针间可转换）触及 x4[1] ，但不可从源触及
 
struct Y { int a[10]; double y; } x5;
auto p5 = std::launder(reinterpret_cast<int(*)[10]>(&x5.a[0])); 
// 未定义行为：可通过产生的指向 x5.a 的指针触及 x5.y ，但不可从源触及

示例

运行此代码

#include <new>
#include <cstddef>
#include <cassert>
 
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，因为它是基类子对象而旧对象是完整对象。
  A i;
  int n = i.transmogrify();
  // int m = i.transmogrify(); // 未定义行为
  int m = std::launder(&i)->transmogrify(); // OK
  assert(m + n == 3);
 
  // 情况 2 ：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
  const int g = q->z; // OK
  const int h = std::launder(reinterpret_cast<Y*>(&s))->z; // OK
 
  [f, g, h] {}; // 压制“未使用变量”警告；参阅 [[maybe_unused]] 。
}

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

DR	应用于	出版时的行为	正确行为
LWG 2859	C++17	可触及的定义未考虑来自指针可互转换的对象的指针算术	已考虑
LWG 3495	C++17	`launder` 可以在常量表达式中令指向不活跃成员的指针可解引用	已禁止

语言
标准库头文件
自立与有宿主实现
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语言支持库
概念库 (C++20)
诊断库
工具库
字符串库
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迭代器库
范围库 (C++20)
算法库
数值库
本地化库
输入/输出库
文件系统库 (C++17)
正则表达式库 (C++11)
原子操作库 (C++11)
线程支持库 (C++11)
技术规范

std::launder

注解

示例

缺陷报告

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